Производство карбамида
Свойства карбамида
Карбамид (диамид угольной кислоты, мочевина)- является полным амидом карбаминовой кислоты.
Свойства карбамида:
В чистом виде карбамид представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, не имеющее запаха, кристаллы которого имеют форму длинных игол или ромбических призм. Обладает сильной гигроскопичностью (впитывает влагу). Выпускаемый промышленностью продукт может быть слабо окрашен в желтоватый или розоватый цвет, что объясняется присутствием примесей. Чистый карбамид содержит 46,6% азота, хорошо растворяется воде, спирте, аммиаке. С повышением температуры растворимость карбамида в воде увеличивается, при увеличении температуры до 120 градусов, в одном растворе карбамид разлагается на аммиак и углекислый газ. Карбамид обладает свойствами слабого основания. С кислотами он образует соли. При нагревании водных растворов карбамида выше 80 градусов происходит его интенсивный гидролиз и карбамид превращается в карбамат аммония.
(реакция)
При дальнейшем повышении температуры карбамат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ. При более низких температурах гидролиз карбамида протекает с низкой скоростью. В случае нагревания водных растворов карбамида одновременно с гидролизом происходит термическое разложение карбамида с образованием биурета и выделением аммиака.
(реакция)
В присутствии избытка аммиака разложение карбамида приостанавливается, добавка NH4O3 приводит к стабилизации карбамида. При нагревании выше температуры плавления карбамид разлагается с образованием аммиака, биурета и др. веществ. При длительном нагревании водных растворов карбамида протекают реакции изомеризации, гидролиза, дезаминирования и образуются различные соединения. С кислотами карбамид образует солеобразные комплексные соединения, например:
1. Нитрат карбамида CO(NH2)2 ·HNO3- малорастворимый в воде, при нагревании разлогается со взрывом
2. Фосфат карбамида CO(NH2)2·H3PO4- хорошо растворяется в воде. С солями карбамид образует комплексные соединения. Большой интерес представляют те из них в которых оба соединения являются удобрениями.
При взаимодействии карбамида с гидрофосфатом кальция образуется гидрофосфат карбамида и дегидрофосфат кальция. Он используется в производстве сложных удобрений. С формальдегидом карбамид взаимодействует, давая разнообразные высокомолекулярные соединения. Путем поликонденсации карбамид с формальдегидом в кислой среде получают специфические азотные соединения, относятся к концентрированным азотным удобрениям, так как содержат до 40% азота. В расплавленном виде карбамид взаимодействует с щелочами металлов и их амидами, с образованием солей цианамида. Карбамид устойчив к действию H2O2 и KMnO4. Карбамид содержащий до 46,5% азота является концентрированным безболастным удобрением для многих сельскохозяйственных культур. Как удобрение карбамид имеет преимущество перед нитратом аммония, он не взрывоопасен, менее гигроскопичен и не так сильно слеживается. В почве карбамид под действием влаги сначала превращается в карбонат аммония, который оказывает нейтрализующее действие на кислую почву. Далее ион аммония нейтрофицируется, что приводит к подкислению почвы. Карбамид используется так же как заменитель естественного белка в кормах для жвачных животных. Так же является сырьём для производства карбамидных смол, меламина, цианидов калия и натрия, гидрозина и т.д. Вредной примесью в карбамиде является биурет. Если его соединение больше 0,25%, то при в некорневой подкормке растений возможен ожог листьев. В настоящее время выпускают 2 вида карбамида: кристаллический и гранулированный. Кристаллический предназначен для технологических нужд. Гранулированный используется главным образом как удобрение или азотосодержащая добавка к кормам.