尿素
2010-12-20
尿素別名碳酰二胺、碳酰胺、脲 。是由碳、氮、氧和氫組成的有機(jī)化合物，又稱(chēng)脲（與尿同音）。其化學(xué)公式為 CON2H4、(NH2)2CO 或 CN2H4O，國(guó)際非專(zhuān)利藥品名稱(chēng)為 Carbamide。外觀是白色晶體或粉末。它是動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝后的產(chǎn)物，通常用作植物的氮肥。尿素在肝合成，是哺乳類(lèi)動(dòng)物排出的體內(nèi)含氮代謝物。這代謝過(guò)程稱(chēng)為尿素循環(huán)。尿素是第一種以人工合成無(wú)機(jī)物質(zhì)而得到的有機(jī)化合物。活力論從此被推翻。
物理性質(zhì)
無(wú)色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆機(jī)無(wú)臭無(wú)味。含氮量約為46.67%。密度1．335g/cm3。熔點(diǎn)132．7℃。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈弱堿性。
化學(xué)性質(zhì)
可與酸作用生成鹽。有水解作用。在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。加熱至160℃分解，產(chǎn)生氨氣同時(shí)變?yōu)榍杷?。因?yàn)樵谌四蛑泻羞@種物質(zhì)，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固體氮肥中含氮量最高的。 生產(chǎn)方法：工業(yè)上用液氨和二氧化碳為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素，化學(xué)反應(yīng)如下。 尿素在酸、堿、酶作用下（酸、堿需加熱）能水解生成氨和二氧化碳。 對(duì)熱不穩(wěn)定，加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸。（機(jī)理：先脫氨生成異氰酸（HN=C=O），再三聚。） 與乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲與二乙酰脲。 在乙醇鈉作用下與丙二酸二乙酯反應(yīng)生成丙二酰脲（又稱(chēng)巴比妥酸，因其有一定酸性）。 在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應(yīng)，縮聚成脲醛樹(shù)脂。 與水合肼作用生成氨基脲。 2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O尿素易溶于水，在20℃時(shí)100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應(yīng)。尿素產(chǎn)品有兩種。結(jié)晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強(qiáng)。粒狀尿素為粒徑1～2毫米的半透明粒子，外觀光潔，吸濕性有明顯改善。20℃時(shí)臨界吸濕點(diǎn)為相對(duì)濕度80％，但30℃時(shí)，臨界吸濕點(diǎn)降至72.5％，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開(kāi)存放。目前在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)，其吸濕性大大下降。 尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長(zhǎng)期施用沒(méi)有不良影響。畜牧業(yè)可用作反芻動(dòng)物的飼料。 但在造粒中溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生少量縮二脲，又稱(chēng)雙縮脲，對(duì)作物有抑制作用。我國(guó)規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于0.5％?？s二脲含量超過(guò)1％時(shí)，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過(guò)多或過(guò)于集中。 尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過(guò)土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。
發(fā)現(xiàn)
1773年，伊萊爾·羅埃爾（Hilaire Rouelle）發(fā)現(xiàn)尿素。1828年，德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒首次使用無(wú)機(jī)物質(zhì)氰酸氨（NH4CNO3,一種無(wú)機(jī)化合物，可由氯化銨和氯酸銀反應(yīng)制得)與硫酸銨人工合成了尿素。本來(lái)他打算合成氰酸銨，卻得到了尿素。尿素的合成揭開(kāi)了人工合成有機(jī)物的序幕。從此，活力論的錯(cuò)誤證明了，有機(jī)化學(xué)實(shí)際上開(kāi)辟了（活力論認(rèn)為無(wú)機(jī)物與有機(jī)物有根本性差異，無(wú)機(jī)物所以無(wú)法變成有機(jī)物，有機(jī)化合物只能由生物的細(xì)胞在一種特殊的力量——生命力的作用下產(chǎn)生，人工合成是不可能的。哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物和一些魚(yú)的尿中含有尿素；鳥(niǎo)和爬行動(dòng)物排放的是尿酸，因?yàn)槠涞x過(guò)程使用的水量比較少）。
施用
尿素適用于作基肥和追肥，有時(shí)也用作種肥。尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被土壤吸附，應(yīng)防止隨水流失；轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)，所以尿素也要深施覆土。 尿素適用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。由于尿素在土壤中轉(zhuǎn)化可積累大量的銨離子，會(huì)導(dǎo)致PH升高2——3個(gè)單位，再加上尿素本身含有一定數(shù)量的縮二脲，其濃度在500ppm時(shí)，便會(huì)對(duì)作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不易用作種肥。
用途
它可以大量作為三聚氰胺、脲醛樹(shù)酯、水合肼、四環(huán)素、苯巴比妥、咖啡因、還原棕BR、酞青藍(lán)B、酞青藍(lán)Bx、味精等多種產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。
一、調(diào)節(jié)花量
為了克服蘋(píng)果地大小年，遇小年時(shí)，于花后5-6周(蘋(píng)果花芽分化的臨界期，新梢生長(zhǎng)緩慢或停止，葉片含氮量呈下降趨勢(shì))葉面噴施0.5％尿素水溶液，連噴2次，可以提高葉片含氮量，加快新梢生長(zhǎng)抑制花芽分化，使大年的花量適宜。
二、疏花疏果
桃樹(shù)的花器對(duì)尿素較為敏感但嘎面反應(yīng)較遲鈍，因此，國(guó)外用尿素對(duì)桃和油桃進(jìn)行了疏花疏果試驗(yàn)，結(jié)果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要較大濃度(7.4％)才能顯示出良好效果，最適合濃度為8％-12％，噴后1—2周內(nèi)，即能達(dá)到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地條件下，不同時(shí)期及不同品種的反應(yīng)尚需進(jìn)一步試驗(yàn)。
三、水稻制種
在雜交稻制種技術(shù)中，為了提高父母本的異交率，以增加雜交稻制種量。尿素可作為一種非蛋白氮飼料添加劑不育系繁種量，一般都采用赤毒素噴施母本以減輕母本包頸程度或使之完全抽出；或噴施父母本，調(diào)節(jié)二者的生長(zhǎng)，使其花期同步。由于赤霉素價(jià)格較貴，用其制種成本高。人們用尿素代替赤霉素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在孕穗盛期、始穗期(20％抽穗)使用1.5％-2％尿素，其繁種效果與赤霉素類(lèi)似，且不會(huì)增加株高。
四、防治蟲(chóng)害
用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份，攪拌混勻后，可防止果樹(shù)、蔬菜、棉花上的蚜蟲(chóng)、紅蜘蛛、菜青蟲(chóng)等害蟲(chóng)，殺蟲(chóng)效果達(dá)90％以上。
五、尿素鐵肥
尿素以絡(luò)合物的形式，與Fe2+形成螯合鐵。這種尿素可作為一種非蛋白氮飼料添加劑。有機(jī)鐵肥造價(jià)低，防治缺鐵失綠效果很好。此外葉面噴0.3％硫酸亞鐵時(shí)加入0.3％尿素，防治失綠效果比單噴0.3％硫酸亞鐵好。
六.因?yàn)槟蛩鼐哂袃?yōu)異的溶解染料性能,又有溫和的還原性/抗氧化性及極為優(yōu)異的吸濕性(見(jiàn)附表),所以在紡織工業(yè)上是優(yōu)良的染料溶劑/吸濕劑/粘膠纖維膨化劑,樹(shù)脂整理劑,有廣泛的用途。