معلومات عن مركب اليوريا

بواسطة: - آخر تحديث: ١٠:٢٩ ، ١٤ أبريل ٢٠٢١
معلومات عن مركب اليوريا


ما هو مركب اليوريا؟

اليوريا (بالإنجليزية: Urea)، من الأسماء الأخرى التي يُعرف بها الكرباميد (Carbamide)، صيغته الكيميائية H2NCONH2 وهو ثنائي أكسيد حمض الكربونيك[١]، وهو من العناصر التي تتواجد بشكل طبيعي بكثرة خاصة في بول الثدييات وهو من المركبات التي تمّ اكتشافها وتصنيعها منذ وقت طويل جدًا، يظهر شكله كبودرة (مسحوق) أو على شكل بلورات ذات لون أبيض، يتم استخدام هذا المركب بشكل أساسي في قطاع الزراعة، وهو من المواد الكيميائية الآمنة جدًا للاستخدام.[٢]


مركب اليوريا من المركبات المُكتَشفة قديمًا، يمكن استخراجه بشكل أساسي من بول الثدييات الطبيعي كما يمكن تصنيعه كيميائيًا، ولا يوجد مخاطر تُذكر لاستخدامه.


متى تم اكتشاف مركب اليوريا للمرة الأولى؟

تمّ اكتشاف مركب اليوريا لأول مرة عام 1773 م، وكان مكتشف اليوريا هو الكيميائي الفرنسي هيلير مارين رويل وقام حينها باستخلاص المادة من البول، ولكن لم يتوقّف الأمر عند هذا الحدّ فقد قام فريدريش فولر في عام 1828 م بأول عملية تصنيع كيميائي لمركب اليوريا العضوي من مواد كيميائية (سيانات الأمونيوم) بعيدًا عن البول العضوي.[١]


تم اكتشاف اليوريا من قبل هيلير مارين رويل عام 1773 م، وهو أول من قام باستخلاص المركب من البول، ثم تمّ التوجّه إلى تصنيع اليوريا دون الحاجة إلى المركبات العضوية.


ما أبرز خصائص مركب اليوريا؟

يتميّز مركب اليوريا بالعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الهامة، وفيما يأتي بعض هذه الخصائص:


الخصائص الفيزيائية لمركّب اليوريا

من أهم الخصائص الفيزيائية لمركّب اليوريا ما يأتي:


  • درجة الانصهار (Melting point): يبدأ مركّب اليوريا بالانصهار عند رفع درجة حرارته إلى (133-135) درجة سيليسيوس.[٢]
  • الكثافة (Density): تُقدّر كثافة مركب اليوريا بحوالي 1.335 غرام/ سنتيمتر مكعب.[٣]
  • ضغط البخار (Vapor pressure): يكون الضغط البخاري لمركّب اليوريا 0.0016 باسكال (Pa) عند درجة حرارة 25 درجة سيليسيوس.[٣]
  • الشكل الفيزيائي (Physical form): يكون مركب اليوريا على شكل مسحوق أبيض صلب.[٣]
  • الوزن النوعي (Specific gravity): يقدّر الوزن النوعي أو الكثافة النسبية لمركب اليوريا بحوالي 1.34 عند درجة حرارة 20 سيليسيوس (أثقل من الماء).[٤]


الخصائص الكيميائية لمركّب اليوريا

من أهم الخصائص الكيميائية لمركّب اليوريا ما يأتي:


  • تقدّر الكتلة المولية لمركّب اليوريا بحوالي 60.06 غرام/مول.[٢]
  • يمكن إذابة 1.1 كيلوغرام من مركّب اليوريا في كل لتر ماء وتسمّى هذه الخاصية بانحلالية الماء (Water solubility).[٢]
  • يعد مركّب اليوريا من المواد غير القابلة للاشتعال.[٣]
  • عند رفع درجة حرارة مركّب اليوريا إلى 132.7 درجة سيليسيوس يتحلل إلى المركبات الآتية: ثاني أكسيد الكربون (CO2) والأمونيا (NH3).[٤]
  • عند حرق مركب اليوريا يمكن أن ينتج عنه مواد وأبخرة سامّة بسبب وجود أكاسيد النيتروجين في تركيبه.[٣]
  • تبلغ درجة حموضة مركّب اليوريا (PH) 7.2.[٣]


يتميز اليوريا بالعديد من الخصائص الفيزيائية كالكثافة، الشكل، ضغط البخار، درجة الانصهار ووزنه النوعي، فضلًا عن الخصائص الكيميائية الهامّة التي يجب معرفتها عند التعامل مع المركب في المختبر.


كيف يتم تصنيع مركب اليوريا؟

يعد اليوريا المادة الطبيعية الأولى التي تمّ تصنيعها بشكل كيميائي من خلال تفاعل مواد غير عضوية[٥]، وفيما يأتي خطوات تحضير اليوريا:


  • تتم في البداية عمليات مفاعلة ثاني أكسيد الكربون مع الأمونيا، بظروف قاسية جدًا تتضمن درجة حرارة وضغط مرتفعين للحصول على مركّب كربامات الأمونيوم، من خلال المعادلة الآتية:[٦]

2NH3 + CO2 --> NH2COONH4

ويعد التفاعل السابق تفاعل طارد للحرارة.[٢]


  • بعد الحصول على مركب كربامات الأمونيوم يتم تحويله إلى مركب اليوريا (NH2CONH2) من خلال المعادلة الآتية:[٦]

NH2COONH4 --> H2O + NH2CONH2

تتم المعادلة السابقة بتطبيق حرارة على كربامات الأمونيوم.[٦]


يتم تصنيع مركّب اليوريا كيميائيًا من خلال خطوتين أساسيّتين، أولاهما تصنيع كربامات الأمونيوم من الأمونيا وثاني أكسيد الكربون بتفاعل طارد ومن ثمّ تصنيع اليوريا من خلال تسخين كربامات الأمونيوم.


ما أبرز مجالات استخدام مركب اليوريا؟

يتم استخدام مركّب اليوريا في العديد من المجالات، وفيما يأتي بعضها:


الاستخدامات الصناعية

من استخدامات مركّب اليوريا الصناعية:


  • يستخدم مركب اليوريا في عمليات تصنيع البلاستيك.[١]
  • يستخدم مركب اليوريا بشكل كبير في صناعة لدائن اليوريا-فورمالديهايد.[١]
  • يمكن استخدام مركب اليوريا مع بعض أنواع الهيدروكربونات لتصنيع مواد مهمّة في عمليات التنقية.[١]
  • تجري عمليات يتم فيها إضافة اليوريا إلى عوادم السيارات لتقليلتلوّث الهواء الناتج عنها.[٧]


الاستخدامات الزراعية

من استخدامات مركّب اليوريا الزراعية:


  • يستخدم مركب اليوريا في صناعة الأسمدة النيتروجينية بشكل أساسي في المجال الزراعي، إذ يتم استخدام 90% من كميات اليوريا المُصنّعة حول العالم في هذا المجال تحديدًا، وهو من الأسمدة التي لا تكوّن تكتّلات في التربة، كما أنّ عملية نقله لا تُعد من العمليات المكلفة ماديًا.[٧]
  • يمكن استخدام اليوريا في تصنيع علف للحيوانات.[٢]


الاستخدامات الطبية

من استخدامات مركّب اليوريا الطبية:


  • يمكن استخدام مركب اليوريا في تصنيع الأدوية.[١]
  • يدخل اليوريا في صناعة مرطبّات للجلد الجاف والخشن.[٨]
  • يمكن استخدام اليوريا في علاج احمرار الجلد وتهيّجه.[٨]
  • تُستخدم اليوريا في صناعة مراهم علاج الصدفية والأكزيما.[٩]


يستخدم اليوريا في صناعة المواد البلاستيكية واللدائن كما يستخدم بشكل أساسي في تصنيع الأسمدة للأغراض الزراعية، ويمكن أن يدخل في صناعة الأدوية أيضًا.


ما هي أكثر الدول إنتاجًا لمركّب اليوريا

يتم تصنيع اليوريا سنويًا حول العالم بمعدّل يصل إلى 164 مليون طن أغلبها يتم استخدامه في تصنيع سماد اليوريا كما يدخل في صناعة الراتنجات واللدائن، وفيما يأتي أكثر الدول إنتاجًا لمركّب اليوريا:[٧]


  • جمهورية الصين: أعلى دولة مُنتِجة لليوريا حول العالم، حيث يصل معدّل إنتاجها السنوي إلى 62 مليون طن.
  • الهند: ويبلغ معدّل إنتاجها السنوي حوالي 23 مليون طن.
  • دول الشرق الأوسط: يُقدّر معدّل إنتاجها السنوي مُجتمعةً بـ 20 مليون طن.
  • باقي دول آسيا: تتنج اليوريا بمعدّل 18 مليون طن/سنة.


أكثر الدول إنتاجًا لمركّب اليوريا هي الصين بإنتاج سنوية يُعادل 62 مليون طن، وتليها الهند في هذا المجال.

المراجع[+]

  1. ^ أ ب ت ث ج ح "Urea", britannica. Edited.
  2. ^ أ ب ت ث ج ح "Urea", acs. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث ج ح "Urea", pubchem.ncbi.nlm.nih. Edited.
  4. ^ أ ب "Physical Properties of Urea", sciencing. Edited.
  5. "How Is Urea Made?", sciencing. Edited.
  6. ^ أ ب ت J C Copplestone, Dr C M Kirk, AMMONIA AND UREA PRODUCTION, Page 1. Edited.
  7. ^ أ ب ت "Urea", essentialchemicalindustry. Edited.
  8. ^ أ ب "Urea Cream Emollients", webmd. Edited.
  9. "Urea cream", healthnavigator. Edited.