اوره چیست؟
اوره که به آن کاربامید نیز گفته می شود، دی آمید اسید کربنیک است. فرمول آن CH4N2O است. اوره کاربردهای مهمی به عنوان کود و مکمل خوراک و همچنین ماده اولیه تولید پلاستیک و دارو دارد. این ماده بی رنگ و کریستالی است که در دمای ۱۳۲.۷ درجه سانتیگراد (۲۷۱ درجه فارنهایت) ذوب می شود و قبل از جوش شدن تجزیه می شود.
اوره اصلی ترین محصول نهایی نیتروژن در تجزیه متابولیک پروتئین ها در کلیه پستانداران و برخی از ماهی ها است. این ماده نه تنها در ادرار کلیه پستانداران بلکه در خون، صفرا، شیر و عرق آن ها نیز رخ وجود دارد. در جریان تجزیه پروتئین ها، گروه های آمینه (NH2) از اسیدهای آمینه که بخشی از پروتئین ها را تشکیل می دهند حذف می شوند. این گروه های آمینه به آمونیاک (NH3) تبدیل می شوند ، که برای بدن سمی است و بنابراین باید توسط کبد به اوره تبدیل شوند. اوره سپس به کلیه ها منتقل می شود و سرانجام در ادرار دفع می شود.
تاریخچه
اوره برای اولین بار در سال ۱۷۷۳ توسط شیمیدان فرانسوی هیلیر مارین روئل از ادرار جدا شد. آماده سازی آن توسط شیمیدان آلمانی فریدریش وهلر از سیانات آمونیوم در سال ۱۸۲۸ اولین سنتز آزمایشگاهی به طور کلی پذیرفته شده از یک ترکیب آلی به طور طبیعی از مواد معدنی پذیرفته شد. امروزه از ادرار در مقادیر زیادی آمونیاک مایع و دی اکسید کربن مایع به صورت تجاری تهیه می شود. این دو ماده تحت فشارهای زیاد و درجه حرارت های بالا ترکیب می شوند تا کاربامات آمونیوم را تشکیل دهند، که سپس در فشارهای بسیار کمتری برای تولید اوره و آب تجزیه می شوند.
تولید اوره
اوره با چند مرحله به صورت تجاری تولید می شود، که با واکنش مستقیم آمونیاک با دی اکسید کربن در یک راکتور با فشار بالا و دمای بالا آغاز می شود. این ماده شروع بسیار مهمی در تعدادی از ترکیبات شیمیایی است.
کاربرد اوره به عنوان کود شیمیایی
از آنجا که مقدار نیتروژن آن زیاد است و به راحتی به خاک آمونیاک تبدیل می شود ، اوره یکی از غلیظ ترین کودهای ازت است. یک ترکیب ارزان قیمت ، آن نیز در کودهای مختلط گنجانیده شده و همچنین به تنهایی در خاک اعمال می شود یا روی شاخ و برگ ها پاشیده می شود. با فرمالدئید به کودهای متیلن اوره می دهند، که نیتروژن را به آرامی، مداوم و یکنواخت آزاد می کنند، در هر سال، یک بار مصرف می شود. استفاده از این ماده برای ساختن رزین اوره-فرمالدئید تنها از نظر کاربرد آن به عنوان کود در درجه دوم اهمیت قرار دارد.
کاربرد اوره برای تولید پروتئین گوشتی در حیوانات
اگرچه نیتروژن اوره به صورت غیر پروتئینی است، اما می توان آن را توسط حیوانات نشخوار کننده مانند گاو و گوسفند مورد استفاده قرار داد، و بخش مهمی از پروتئین مورد نیاز این حیوانات از این طریق قابل تأمین است. مقادیر زیادی از این ماده نیز برای سنتز باربیتوراتها استفاده می شود.
کاربرد صنعتی
در مقیاس صنعتی برای تولید کودهای شیمیایی ، دارویی و رزین مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ، این ماده یکی از پیش سازهای باربیتورات های مختلف است که به عنوان آرام بخش و قرص خواب بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این ماده شیمیایی در تشکیل فوم های پلی اورتان استفاده می شود. کاربرد مهم دیگر در ساخت رزین و پلیمر است. این ماده می تواند با استفاده از فرمالدئید برای ساختن رزین های اوره-فرمالدئید، که در پلاستیک های قالب دار بسیار مهم هستند، واکنش نشان دهد. محصول دیگر ملامین است که با کم آبی اوره تشکیل می شود و در درجه اول در تولید رزین های ملامین-فرمالدئید مورد استفاده قرار می گیرد که از سختی و مقاومت به لکه بسیار بیشتر از رزین های اوره-فرمالدئید است. هر دو نوع رزین پلیمری دارای کاربردهای بسیار متنوعی از جمله چسب ، لمینیت، ترکیبات قالب گیری، پوشش و پوشش های نساجی هستند.
سایر کاربردهای تجاری اوره
- تثبیت کننده مواد منفجره نیتروسلولوز
- یک جزء از خوراک دام ، فراهم آوردن یک منبع نسبتاً ارزان ازت برای تقویت رشد است.
- جایگزینی غیر خورنده برای سنگ نمک برای یخ زدایی در جاده ها و احیای آسفالت.
- یک افزودنی تقویت کننده طعم برای سیگار است.
- یک ماده اصلی در از بین برنده موهای زائد مانند نایر یا ویت است.
- ماده ای در برخی از نرم کننده های مو ، پاک کننده های صورت، روغن های حمام ، نرم کننده های پوست و لوسیون ها است.
- یک واکنش دهنده در بعضی از کمپرس های سرد آماده استفاده برای مصارف اولیه، به دلیل واکنش اندوترمیکی که هنگام مخلوط شدن با آب ایجاد می کند.
- ماده ضد شعله که معمولاً در اقدامات آتش نشانی شیمیایی خشک مانند مخلوط بی کربنات اوره و پتاسیم استفاده می شود.
- ماده ای در بسیاری از محصولات سفید کننده دندان.
- ماده ای در صابون رختشویی و پودر لباسشویی.
- همراه با آمونیوم فسفات، به عنوان ماده مغذی مخمر، برای تخمیر قندها به اتانول استفاده می شود.
- ماده مغذی مورد استفاده پلانکتون در آزمایش های تغذیه اقیانوس برای اهداف ژئواژینرینگ
- به عنوان یک افزودنی تقویت کننده و مرطوب کننده در حمام های رنگ برای رنگ آمیزی یا چاپ نساجی
کاربرد درسیستم های خودرو
اوره در واکنش های SNCR و SCR برای کاهش آلاینده های NOx در گازهای خروجی از احتراق، به عنوان مثال، از نیروگاه ها و موتورهای دیزلی استفاده می شود. به عنوان مثال سیستم BlueTec ، محلول اوره مستقر در آب را به سیستم اگزوز تزریق می کند. آمونیاک حاصل از تجزیه این ماده با انتشار اکسید نیتروژن واکنش نشان می دهد و در مبدل کاتالیزوری به نیتروژن و آب تبدیل می شود.
کاربرد اوره در آزمایشگاه ها
اوره در غلظت های حداکثر ۱۰ مولار یک ماده دفع کننده پروتئین قدرتمند است زیرا باعث اختلال در پیوندهای غیر کووالانسی در پروتئین ها می شود. از این خاصیت می توان برای افزایش حلالیت برخی پروتئین ها استفاده کرد.
اوره می تواند به عنوان منبع هیدروژن برای تولید برق متعاقبا در یک سلول سوخت کاربرد داشته باشد. تولید هیدروژن با الکترولیز محلول این ماده در ولتاژ کمتری اتفاق می افتد و از انرژی کمتری نسبت به الکترولیز آب استفاده می کند.
کاربرد پزشکی
از اوره در محصولات پوستی موضعی برای تقویت آب بدن استفاده می شود. این دارو همچنین به عنوان وسیله ای برای از بین بردن موی گوش استفاده می شود.
مانند نمک، از تزریق اوره برای انجام سقط جنین استفاده می شود. همچنین اصلی ترین ماده درمانی دارویی جایگزین است که به آن اوره درمانی گفته می شود.
آزمایش نیتروژن اوره خون (BUN) اندازه گیری مقدار نیتروژن موجود در خون است که از اوره حاصل می شود. از آن به عنوان نشانگر عملکرد کلیه استفاده می شود.
