اوره چیست و چه استفاده هایی دارد؟

به گزارش عصر تحلیل به نقل از اکوانرژی، اوره پودر سفید رنگی است با بویی زننده از خانواده الیفاتیک امیدها این ماده جذب کننده رطوبت است که در۱۳۵ درجه سانتی گراد ذوب و درحرارت های بالا تجزیه می شود. این ماده با وزن مخصوص ۸/۰ گرم بر سانتی متر مکعب، درآب و حلال های آلی به خوبی حل می شود. دارای کاربرد گسترده ای درصنایعی مانند تاسیسات نظامی، کارخانجات شیمیایی و … است. این ماده نمی سوزد. و همچنین چشم، پوست و مجاری فوقانی ریه را تحریک می کند و سبب اشک ریزش و تخریب شش ها می شود. به همین دلیل، استفاده از دستکش لاستیکی، لباس محافظ، عینک ایمنی و ماسک تنفسی توصیه می شود.

در متن ذیل توضیحات دقیق تری در خصوص این ماده شیمیایی آورده شده است:

اوره چیست؟

اوره پودر سفید رنگی است با بویی زننده از خانواده الیفاتیک امیدها این ماده جذب کننده رطوبت است که در۱۳۵ درجه سانتی گراد ذوب و درحرارت های بالا تجزیه می شود. این ماده با وزن مخصوص ۸/۰ گرم بر سانتی متر مکعب، درآب و حلال های آلی به خوبی حل می شود. دارای کاربرد گسترده ای درصنایعی مانند تاسیسات نظامی، کارخانجات شیمیایی و … است.

تاریخچه اوره

اوره اولین بار در سال ۱۷۲۷ توسط دانشمند هلندی هرمان بوئرهاو در ادرار کشف شد، اگرچه این کشف اغلب به شیمی دان فرانسوی هیلر رول نسبت داده می شود.

فردریش وهلر کشف کرد که می توان اوره را از مواد اولیه غیر آلی تولید کرد، که این یک نقطه عطف مهم در شیمی در سال ۱۸۲۸ بود. وی برای اولین بار نشان داد که ماده ای که قبلا فقط به عنوان محصول جانبی شناخته می شد، می تواند در آزمایشگاه بدون شروع بیولوژیکی سنتز شود.

انواع اوره

اوره آزمایشگاهی

اوره صنعتی

قیمت اوره صنعتی کمتر از آزمایشگاهی است و درصد خلوص آنی نیز پایین تر است.

تفاوت اوره و اسید اوریک

گرچه بسیاری گیج می شوند، اوره و اسید اوریک دو ترکیب مختلف هستند، که با هم متفاوتند. اوره از طریق عرق نیز از بدن دفع می شود. اسید اوریک نیز از بدن دفع می شود، اما محصول نهایی در متابولیسم ادرار است. بنابراین همیشه با ادرار دفع می شود.

ساختار اوره

اوره یک گروه کربونیل دارد که دارای دو گروه آمین متصل به کربن است. اوره، یک آمید مونوکاربوکسیلیک اسید و یک ترکیب یک کربنی است. از اسید کربنیک ناشی می شود. این توتومر، اسید کاربامیمیدیک می باشد. اوره، همچنین به عنوان کاربامید شناخته می شود، که یک ترکیب آلی است. این آمید دارای دو گروه NH2 است که توسط یک گروه عملکردی کربونیل (C=O) به هم پیوسته اند.

مولکول اوره مسطح است. در اوره جامد، مرکز اکسیژن در دو پیوند هیدروژن N-H-O درگیر می شود. شبکه پیوند هیدروژن متراکم و از نظر انرژی مناسب احتمالاً با هزینه بسته بندی مولکولی کارآمد ایجاد شده است. ساختار کاملاً باز است، روبان ها تونل هایی با مقطع مربع تشکیل می دهند. کربن موجود در اوره به عنوان ترکیبی از sp2 توصیف می شود، پیوندهای C-N دارای ویژگی پیوند دوگانه قابل توجهی هستند و اکسیژن کربونیل در مقایسه با فرمالدئید اساسی است. حلالیت زیاد آب اوره توانایی آن را در پیوند هیدروژن گسترده با آب نشان می دهد.

اوره به دلیل تمایل به تشکیل چارچوب های متخلخل، توانایی به دام انداختن بسیاری از ترکیبات آلی را دارد. در این کلراتات های به اصطلاح، مولکول های آلی “میهمان” در کانال های تشکیل شده توسط مارپیچ های نفوذی متشکل از مولکول های اوره متصل به هیدروژن نگهداری می شوند. از این رفتار می توان برای جداسازی مخلوط ها استفاده کرد، به عنوان مثال، در تولید سوخت هواپیما و روغن های روانکاری و در جداسازی هیدروکربن ها.

از آنجا که مارپیچ ها به هم پیوسته اند، همه مارپیچ های موجود در یک کریستال باید دارای قدرت مولکولی یکسان باشند. این زمانی مشخص می شود که کریستال هسته شده باشد و در نتیجه می توان با بذر کاری آن را مجبور کرد. از کریستال های به دست آمده برای جداسازی مخلوط نژادی استفاده شده است.

کود اوره فسفات چیست؟

کود اوره فسفات یک کود کاملا اسیدی است. خلوص بالا و حلالیت عالی دارد. خاصیت اسیدی آن به جذب نیتروژن، فسفر و سایر عناصر ریز مغذی خاک یا محلول کود کمک می کند. فسفر موجود در این کود یک شروع کننده منحصر به فرد برای افزایش رشد است. ریشه زایی و تسریع رشد بهاره در درختان زینتی موثر است. این محصول برای خاک های آهکی و قلیایی مناسب بوده و در صورت استفاده با آب سخت از تشکیل رسوب در سیستم های آبیاری جلوگیری می کند.

استفاده از این کود در درختان باعث خوشه بندی بهتر و در گیاهان یکساله مانند پسته باعث کاهش رشد سالانه و حفظ جوانه های سال بعد می شود.

اوره پتروشیمی چیست؟

پتروشیمی اوره شیراز، پتروشیمی خراسان و پتروشیمی پردیس از مهمترین برندهای تولید و عرضه شده در بازار هستند. اوره تولید شده در پتروشیمی برای مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. اوره در پتروشیمی از آمونیاک مصنوعی و دی اکسید کربن تولید می شود. از آنجایی که مقادیر زیادی دی اکسید کربن در طی فرآیند تولید آمونیاک به عنوان یک محصول جانبی از هیدروکربن ها (عمدتا گاز طبیعی یا کمتر مشتقات نفتی) یا گاهی از زغال سنگ (واکنش انتقال بخار) تولید می شود، پتروشیمی های تولید اوره تقریبا همیشه در مجاورت سایت تولید آمونیاک قرار دارند.

ترکیب شیمیایی پتروشیمی چیست؟

اوره، (NH2)2CO، یک ترکیب شیمیایی آلی بی رنگ است که توسط سازمان بهداشت جهانی با نام غیر اختصاصی بین المللی (rINN) کاربامید نیز شناخته می شود. در آب بسیار محلول است و pKa آن نزدیک به صفر است. اوره اساساً ضایعاتی است که هنگام متابولیسم پروتئین در بدن تولید می شود. این نه تنها توسط انسان، بلکه توسط بسیاری از پستانداران دیگر و همچنین دوزیستان و برخی ماهی ها تولید می شود. اوره اولین ترکیب طبیعی بود که به طور مصنوعی با استفاده از ترکیبات معدنی سنتز شد – یک پیشرفت علمی.

ساختار شیمیایی اوره پتروشیمی

همانطور که گفته شد این ماده یک ترکیب نیتروژنی است که ساختار آن از یک گروه کربونیل متصل به دو گروه آمین تشکیل شده است. شکل هندسی این ترکیب مسطح است و در واقع کاربامید یک ترکیب غیر سمی است که در آب و اتانول محلول است.

ماده اولیه تولید اوره در پتروشیمی

ماده اولیه مورد استفاده برای تولید اوره گاز طبیعی است که هزینه ها را مستقیماً با قیمت گاز مرتبط می کند. در نتیجه، نیروگاه‌های جدید فقط در مناطقی با ذخایر بزرگ گاز طبیعی که قیمت‌ها پایین‌تر است، ساخته می‌شوند. محصول نهایی در محموله های بزرگ ۳۰۰۰۰ تنی در سراسر جهان حمل می شود. قیمت اوره در بازار رابطه مستقیمی با قیمت جهانی گاز طبیعی و تقاضا برای محصولات کشاورزی دارد. قیمت‌ها می‌توانند بسیار متغیر و در برخی مواقع غیرقابل پیش‌بینی باشند. TCC موقعیتی دارد که بازارهای جهانی را بشناسد و قیمت های شما را رقابتی نگه دارد.

تولید جهانی اوره پتروشیمی

بیش از ۹۰ درصد از تولید جهانی این ماده برای محصولات مرتبط با کود استفاده می شود. هنگامی که به این روش استفاده می شود، معمولاً به شکل گرانول، دانه یا کریستال است. کشاورزان این ماده را به صورت دستی توزیع می کنند یا با کمک تجهیزات کشاورزی به شکل مناسب پراکنده می شود. اوره یک خوراک موثر در نظر گرفته می شود، زیرا حاوی نیتروژن است که می تواند به رشد حیوانات کمک کند. قیمت نسبتاً ارزان محصولات ساخته شده با این ماده نیز این خوراک را به انتخاب محبوب بسیاری از کشاورزان تبدیل کرده است.

اوره صنعتی چیست؟

این ماده یکی از محصولات مهم در صنعت به شمار می رود که اوره منبع نیتروژن و نیتروژن است که از اجزای اصلی کود کشاورزی می باشد.

اوره شیمیایی چیست؟

اوره یکی از ترکیبات آلی است که دارای ویژگی های زیر است:

جامد سفید

محلول در آب

سمیت کم

محلول اوره در آب تقریباً خنثی است.

ترکیبات اوره پتروشیمی

نیتروژن، هیدروژن، کربن و اکسیژن از اجزای تشکیل دهنده اوره های تولید شده در پتروشیمی ها هستند.

خواص اوره

پودر سفید رنگی است با بویی زننده از خانواده الیفاتیک امیدها این ماده جذب کننده رطوبت است که در۱۳۵ درجه سانتی گراد ذوب و درحرارت های بالا تجزیه می شود. این ماده با وزن مخصوص ۸/۰ گرم بر سانتی متر مکعب، درآب و حلال های آلی به خوبی حل می شود.

کاربرد اوره پتروشیمی

اوره در صنایع و زمینه های مختلف کاربرد فراوانی دارد که در این قسمت به چند کاربرد اشاره می کنیم:

کاربرد اوره در زمینه کودهای شیمیایی

کاربرد اوره برای تولید پروتئین گوشت در حیوانات

در مقیاس صنعتی برای تولید دارو و رزین

تولید رزین و پلیمر

انواع چسب ها مانند اوره فرمالدئید

نیترات اوره به عنوان ماده منفجره

افزودنی برای افزایش طعم سیگار

ماده اصلی در محصولات سفید کردن دندان

صابون و پودر لباسشویی

کاربرد اوره در سیستم های خودروسازی

استفاده از اوره برای افزایش حلالیت برخی از پروتئین ها

در محصولات پوستی برای تقویت آب بدن استفاده می شود

به عنوان ضد یخ در باند فرودگاه ها و خیابان ها استفاده می شود

به عنوان تثبیت کننده مواد منفجره نیتروسلولزی

در باغبانی و پنبه و غلات استفاده می شود

به عنوان یک بازدارنده شعله در تشخیص آتش سوزی شیمیاییبه عنوان افزودنی برای رنگ آمیزی و چاپ صنعتی

کاربرد اوره در مصارف آزمایشگاهی

اوره در غلظت های حداکثر ۱۰ میلی لیتر یک پروتئین قوی بدن است، زیرا پیوندهای غیرکوالانسی پروتئین ها را مختل می کند. از این خاصیت می توان برای افزایش حلالیت برخی پروتئین ها بهره برد. مخلوطی از اوره و کولین کلراید به عنوان یک حلال یوتکتیک عمیق (DES)، ماده ای مشابه مایع یونی استفاده می شود. هنگامی که در یک حلال یوتکتیک عمیق استفاده می شود، اوره پروتئین های حل شده را از بین نمی برد.

اوره در اصل می تواند به عنوان منبع هیدروژن برای تولید برق بعدی در سلول های سوختی عمل کند. از اوره موجود در ادرار/فاضلاب می توان به طور مستقیم استفاده کرد (اگرچه باکتری ها به سرعت اوره را تخریب می کنند.) تولید هیدروژن توسط الکترولیز محلول اوره در ولتاژ کمتری (۰٫۳۷ ولت) اتفاق می افتد و بنابراین انرژی کمتری نسبت به الکترولیز آب (۱٫۲ ولت) مصرف می کند.

از اوره با غلظت حداکثر ۸ میلی متر می توان استفاده کرد، تا بافت ثابت مغز در مقابل نور مرئی شفاف شود و در عین حال سیگنال های فلورسنت از سلول های دارای برچسب حفظ شود. این امکان را برای تصویربرداری عمیق تر از فرآیندهای عصبی فراهم می کند که قبلاً با استفاده از یک فوتون یا دو میکروسکوپ متشکل از فوتون معمولی قابل دستیابی بود.

کاربرد اوره در کشاورزی

بیش از ۹۰٪ تولید جهانی اوره برای استفاده به عنوان کود آزاد کننده نیتروژن، در نظر گرفته شده است. اوره بیشترین میزان نیتروژن را در بین تمام کودهای ازت جامد در مصرف معمول دارد. شایع ترین ناخالصی اوره مصنوعی بیورت است که رشد گیاه را مختل می کند. اوره در خاک تجزیه می شود و آمونیوم می دهد. آمونیوم توسط گیاه جذب می شود. در بعضی از خاک ها، آمونیوم توسط باکتری ها اکسید می شود و به آن نیترات می دهد، که یک ماده مغذی گیاهی نیز است. از بین رفتن ترکیبات نیتروژن دار به جو و رواناب هدر رفته و زیست محیطی نیز آسیب می رساند. به همین دلیل اوره گاهی برای افزایش کارایی استفاده از کشاورزی، پیش تصفیه یا اصلاح می شود. یکی از این تکنولوژی ها کودهای آزاد شده با کنترل است که حاوی اوره کپسول شده در یک درزبند بی اثر است. یکی دیگر از فن آوری ها، تبدیل اوره به مشتقات مانند فرمالدئید است که با سرعت مطابق با تغذیه گیاهان به آمونیاک تجزیه می شود.

بهترین راه استفاده اوره در محصولات کشاورزی، مخلوط کردن آن با آب است. به دلیل اینکه اوره به‌راحتی در آب حل می‌شود. بنابراین با آبیاری یکدست توسط دستگاه‌های آبیاری مکانیزه، می‌توان به مقدار مورد نیاز به گیاه تغذیه رساند.

به دلیل بالا بودن مقدار نیتروژن اوره، به‌راحتی به خاک تبدیل می‌شود. بنابراین به طور گسترده برای تهیه کودها استفاده می شود. طریق مصرف اوره کشاورزی به گونه ای است که  یا آن را در خاک فرومی‌کنند و یا روی شاخ و برگ‌ها می ریزند. لازم است بدانید که نیتروژن اوره غیر پروتئینی است، اما می‌توان از آن در غذای حیوانات نشخوارکننده مانند گوسفند و گاو استفاده کرد.

از کود اوره نیز می‌توان در محصولات زراعی، غلات، گندم یا سایر دانه‌های کوچک استفاده کرد. بنابراین باید در فصول سرد انجام شود، زیرا در  اثر حرارت و گرما، اوره، آمونیاک را از بین می برد و اگر در تابستان این کار را انجام شود، باید زمانی رخ دهد که احتمال بارندگی زیاد است.

کود اوره پتروشیمی

بیش از نود درصد تولید صنعتی اوره در جهان برای استفاده به عنوان کود کشاورزی و رها کننده نیتروژن در نظر گرفته شده است. این ماده بیشترین مقدار نیتروژن را در بین تمام کودهای نیتروژن جامد در مصارف کشاورزی رایج دارد و در خاک تجزیه شده و به دی اکسید کربن و آمونیاک تبدیل می شود. در برخی از خاک ها آمونیاک توسط باکتری ها اکسید شده و به نیترات تبدیل شده و توسط گیاهان جذب می شود. این ماده همچنین یک ماده مغذی گیاهی است.

کود اوره شیمیایی

شایان ذکر است رایج ترین ناخالصی اوره مصنوعی بیورت است که رشد گیاه را مختل می کند. علاوه بر این، از بین رفتن ترکیبات نیتروژنی باعث آسیب به اتمسفر، جریان های آب و محیط زیست می شود. به همین دلیل، گاهی اوقات اوره برای افزایش کارایی در حوضه کشاورزی از پیش تصفیه یا اصلاح می شود. امروزه کودهایی با کنترل رایگان به بازار عرضه می شود که حاوی این ماده است. علاوه بر این، تبدیل اوره به مشتقاتی مانند فرمالدئید که با توجه به نیازهای غذایی گیاهان به سرعت به آمونیاک تجزیه می شود، یکی از محصولات جدید در این زمینه است.

اوره در بدن

تجویز اوره باعث افزایش اسمولالیته پلاسمای خون و در نتیجه افزایش جریان آب از بافت ها از جمله مغز، مایع مغزی نخاعی و چشم به داخل مایعات بینابینی و پلاسما می شود، در نتیجه فشار در این بافت ها کاهش می یابد و جریان ادرار افزایش می یابد. مولکول اوره یک مولکول قطبی است. اوره ترکیبی است که حاوی نیتروژن است و از طریق کلیه دفع می شود. این ماده همچنین جز اصلی ادرار می باشد. بدن از آن در بسیاری از فرآیندها استفاده می کند، به ویژه برای از بین بردن نیتروژن. کبد با ترکیب دو مولکول آمونیاک (NH3) با یک مولکول دی اکسید کربن (CO2) در چرخه اوره، آن را تشکیل می دهد.

واکنش های سنتزی اوره

گیاه اوره با استفاده از بریکت کاربامات آمونیوم، آزمایشگاه تحقیقات نیتروژن ثابت، در سال ۱۹۲۲ توسعه یافت، که به نام کاشفان فرآیند اوره بوش-مایزر نیز نامیده شد. فرآیندهای مختلف اوره تجاری با شرایطی که اوره تشکیل می شود و نحوه پردازش بیشتر واکنش دهنده های غیر تبدیل شده، مشخص می شود. این فرآیند شامل دو واکنش تعادل اصلی، با تبدیل ناقص واکنش دهنده ها است.

اولین شکل گیری کاربامات است: واکنش گرمازا سریع آمونیاک مایع با دی اکسید کربن گازی (CO2) در دما و فشار بالا برای تشکیل کاربامات آمونیوم:

۲ NH3+CO2 ⇌ H2N-COONH4

دوم تبدیل اوره است: تجزیه کندتر آندوترمی کاربامات آمونیوم به اوره و آب:

H2N-COONH4 ⇌ (NH2)2CO+H2O

تبدیل کلی NH3 و CO2 به اوره گرمازا است، گرمای واکنش حاصل از اولین واکنش، عامل دوم است. مانند همه تعادل های شیمیایی، این واکنش ها نیز طبق اصل لوشاتلیه رفتار می کنند و شرایطی که بیشتر به نفع تشکیل کاربامات هستند، تأثیر نامطلوبی بر تعادل تبدیل اوره دارند.

در گیاهان اوره مستقیم با کاهش فشار سیستم به جو تولید می شود تا کاربامات دوباره به آمونیاک و دی اکسید کربن تجزیه شود.