Urea #CAS57-13-6

Urea #CAS57-13-6

Molekul urea bersifat planar dalam struktur kristal, tetapi geometri di sekitar atom nitrogen bersifat piramidal dalam struktur energi minimum fase gas. Dalam urea padat, pusat oksigen terlibat dalam dua ikatan hidrogen N-H-O. Jaringan ikatan hidrogen yang padat dan menguntungkan secara energi yang dihasilkan kemungkinan terbentuk dengan mengorbankan pengepakan molekul yang efisien: strukturnya cukup terbuka, pita-pita membentuk terowongan dengan penampang persegi. Karbon dalam urea digambarkan sebagai hibridisasi sp2, ikatan C-N memiliki karakter ikatan rangkap yang signifikan, dan oksigen karbonil bersifat basa dibandingkan dengan, misalnya, formaldehida. Kelarutan urea yang tinggi dalam air mencerminkan kemampuannya untuk terlibat dalam ikatan hidrogen yang ekstensif dengan air.

Urea yang dilarutkan dalam air berada dalam kesetimbangan dengan amonium sianat isomerik. Aktivitas ion asam isosianat yang dihasilkan menyebabkan karbamilasi (pembentukan karbamida rantai panjang, melepaskan molekul amonia sebagai produk sampingan) pada protein jika protein juga terdapat dalam larutan. Reaksi karbamilasi dapat terjadi pada suhu tinggi bahkan tanpa katalis. Pada suhu kamar, larutan urea dalam air rentan terhadap reaksi penguraian yang sama dengan adanya urease. Isomerisasi urea dalam larutan pada suhu kamar tanpa katalis merupakan proses yang lambat (memerlukan waktu berhari-hari untuk mencapai kesetimbangan), dan larutan yang baru dibuat serta tidak dipanaskan memiliki laju karbamilasi yang dapat diabaikan. Urea dapat bereaksi dengan alkohol membentuk uretan dan bereaksi dengan ester malonat membentuk asam barbiturat.

Aplikasi dari Urea

Pertanian menggunakan
Lebih dari 90% produksi urea industri dunia ditujukan untuk digunakan sebagai pupuk pelepas nitrogen. Urea memiliki kandungan nitrogen tertinggi di antara semua pupuk padat yang mengandung nitrogen yang umum digunakan. Oleh karena itu, biaya transportasinya paling rendah per unit nutrisi nitrogen.

Di dalam tanah, urea terhidrolisis kembali menjadi amonia dan karbon dioksida. Amonia dioksidasi oleh bakteri di dalam tanah menjadi nitrat, yang dapat diserap oleh tanaman. Urea juga digunakan dalam banyak formulasi pupuk padat multi-komponen. Urea sangat larut dalam air, sehingga sangat cocok untuk digunakan dalam larutan pupuk (dalam kombinasi dengan amonium nitrat: UAN), misalnya, dalam pupuk ‘pakan daun’. Untuk penggunaan pupuk, granula lebih disukai karena distribusi ukuran partikelnya yang lebih sempit, suatu keuntungan untuk aplikasi mekanis. Pengotor paling umum dari urea sintetis, biuret, harus ada kurang dari 2 persen, karena dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.

Farmasi
Urea dan asam malonat bereaksi membentuk asam barbiturat. Hal ini ditemukan oleh Adolf Bayer pada tahun 1864. Namun barbiturat baru dimanfaatkan sebagai hipnotik pada awal tahun 1900-an. Urea juga digunakan dalam produksi berbagai asilurea dan uretan untuk digunakan sebagai sedatif dan hipnotik. Industri kimia
Urea adalah bahan baku untuk pembuatan dua kelas utama bahan: resin urea-formaldehida dan urea-melamin-formaldehida yang digunakan dalam kayu lapis laut. Semuanya memiliki kegunaan yang sangat beragam termasuk perekat, laminasi, senyawa cetakan, pelapis dan penyelesaian tekstil.
Urea memiliki kemampuan untuk menjebak banyak senyawa organik dalam bentuk klatrat. Senyawa organik tersebut ditahan dalam saluran yang dibentuk oleh heliks yang saling menembus yang terdiri dari molekul urea yang terikat hidrogen. Perilaku ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran, dan telah digunakan dalam produksi bahan bakar penerbangan dan minyak pelumas, serta dalam pemisahan parafin.
Karena heliks saling terhubung, semua heliks dalam suatu kristal harus memiliki kemiripan tangan molekul yang sama. Hal ini ditentukan ketika kristal mengalami nukleasi dan dengan demikian dapat dipaksa melalui seeding. Kristal yang dihasilkan telah digunakan untuk memisahkan campuran rasemat.

Kegunaan laboratorium
Urea dalam konsentrasi hingga 10 M merupakan denaturan protein yang kuat karena mengganggu ikatan nonkovalen dalam protein. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kelarutan beberapa protein. Campuran urea dan kolin klorida digunakan sebagai pelarut eutektik dalam, sejenis cairan ionik.
Urea pada prinsipnya dapat berfungsi sebagai sumber hidrogen untuk pembangkitan listrik selanjutnya dalam sel bahan bakar. Urea yang terdapat dalam urine/air limbah dapat digunakan secara langsung (meskipun bakteri biasanya dengan cepat mendegradasi urea). Produksi hidrogen melalui elektrolisis larutan urea terjadi pada tegangan yang lebih rendah (0,37 V) dan dengan demikian mengonsumsi lebih sedikit energi dibandingkan elektrolisis air (1,2 V).
Urea dalam konsentrasi hingga 8 M dapat digunakan untuk membuat jaringan otak yang telah difiksasi menjadi transparan terhadap cahaya tampak sambil tetap mempertahankan sinyal fluoresen dari sel yang diberi label. Hal ini memungkinkan pencitraan proses neuronal yang jauh lebih dalam daripada yang sebelumnya dapat diperoleh menggunakan mikroskop konfokal satu foton atau dua foton konvensional.

Sistem otomotif

Urea digunakan dalam reaksi SNCR dan SCR untuk mengurangi polutan NOx dalam gas buang dari pembakaran, misalnya dari pembangkit listrik dan mesin diesel. Sistem BlueTec, misalnya, menyuntikkan larutan urea berbasis air ke dalam sistem pembuangan. Amonia yang dihasilkan dari dekomposisi urea bereaksi dengan emisi nitrogen oksida dan diubah menjadi nitrogen dan air di dalam konverter katalitik.

Gbr.9 Diagram garis mobil di atas yang mengilustrasikan lima elemen kunci dalam desain sistem pembuangan.
1 Katalis oksidasi digunakan untuk menghilangkan hidrokarbon yang tidak diinginkan, memastikan bahwa hidrokarbon tersebut teroksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Katalis biasanya berbasis platina atau paladium.
2 Dikenal sebagai konverter katalitik NOx, alat ini mengandung aluminium oksida yang pada permukaannya terdapat platina dan barium oksida. Alat ini menjebak oksida nitrogen. Ketika padatan tersebut jenuh dengan oksida, hidrokarbon yang tidak terbakar dibiarkan mengalir, mengubah sebagian besar campuran menjadi nitrogen, karbon dioksida, dan uap air.
3 Filter yang menjebak partikulat (potongan kecil karbon dan padatan lainnya).
4 Tangki yang berisi larutan urea.
5 Konverter katalitik SCR yang mengandung katalis lain, misalnya oksida vanadium (atau tungsten) pada titanium dioksida, yang memungkinkan gas buang, yang masih mengandung beberapa oksida nitrogen, bereaksi dengan amonia yang terbentuk dari larutan urea, untuk menghasilkan gas buang dengan hanya jejak oksida. Atas izin Daimler AG

Lainnya
Stabilizer dalam bahan peledak nitroselulosa
Komponen pakan ternak, menyediakan sumber nitrogen yang relatif murah untuk mendorong pertumbuhan
Alternatif yang tidak korosif terhadap garam batu untuk pencairan es jalan, dan pelapisan ulang half pipe snowboarding dan taman medan
Aditif penambah rasa untuk rokok
Bahan utama dalam penghilang rambut seperti Nair atau Veet
Agen pencoklatan dalam pretzel yang diproduksi pabrik
Bahan dalam beberapa kondisioner rambut, pembersih wajah, minyak mandi, pelembut kulit, dan losion
Reaktan dalam beberapa kompres dingin siap pakai untuk penggunaan pertolongan pertama, karena reaksi endotermik yang dihasilkannya saat dicampur dengan air
Agen penyemaian awan, bersama dengan garam lainnya
Agen pencegah api, umumnya digunakan dalam isi tabung pemadam kebakaran kimia kering seperti campuran urea-kalium bikarbonat.
Bahan dalam banyak produk pemutih gigi
Bahan dalam sabun cuci piring
Bersama amonium fosfat, sebagai nutrisi ragi, untuk fermentasi gula menjadi etanol
Nutrien yang digunakan oleh plankton dalam eksperimen pemupukan laut untuk tujuan geoengineering
Sebagai aditif untuk memperluas suhu kerja dan waktu terbuka lem kulit

Sebagai aditif yang meningkatkan kelarutan dan mempertahankan kelembapan pada bak pewarna untuk pewarnaan atau pencetakan tekstil

Fakta FactoPameran Pabrik dan Peralatan