يوريا: الفرق بين النسختين

تم إزالة 39 بايت ، ‏ قبل 29 يومًا
ط
ط (بوت:التعريب V4)
}}
}}
[[ملف: Sample of Urea.jpg |تصغير|يمين|200px | كرات يوريا]]
'''الكَرْبامِيد''' {{إنج|carbamide}} أو '''اليُوْرِيا''' أو '''البَوْلَة''' {{إنج|urea}} في [[الكيمياء]] و [[الكيمياء الحيوية]] هي [[مركب عضوي]] [[صيغة كيميائية|صيغته الكيميائية]] [[كربون|C]][[أكسجين|O]]([[نيتروجين|N]][[هيدروجين|H]]<sub>2</sub>)<sub>2</sub>. اسم الكارباميد موصى به في الأسماء غير الاحتكارية العالمية والمستخدم في [[أوروبا]]. كمثال: المركب [[بيروكسيد الهيدروجين - يوريا]] Hydrogen peroxide - urea (الاسم المصدق عليه قديمًا في [[إنجلترا]]) أصبح الآن يستخدم في الأوساط الطبية كـ ''' ‌كرباميد بيروكسيد'''carbamide peroxide ويستخدم في [[تبييض الأسنان]] . من الأسماء الأخرى '''راتنج الكرباميد''' {{إنج|carbamide resin}} ، '''إيزو‌يوريا'''، '''ثنائي أميد الكربونيل''' {{إنج|carbonyl diamide}}، '''ثنائي أميد الكربونيل''' {{إنج|carbonyldiamine}}.
 
تنتج هذه المادّة لدى الكثير من الحيوانات، كمركّب نهائي لعمليّة [[استقلاب]] المركّبات الآزوتيّة ([[حمض أميني|كالحموض الأمينيّة]] مثلاً) في [[دورة اليوريا|دورة الكرباميد]] التي تحدث في [[كبد|الكبد]]، وتُطرد من الجسم عن طريق البول والعرق.
 
الكرباميد الصافي مادّة بلورية بيضاء رائحتها قريبة من رائحة [[أمونياك|النشادر]]، غير سامّة وحتّى [[علم النظافة|نظافيًّا]] غير ضارّة.
اليوريا النقية تكون بيضاء اللون في شكل [[بلورة|بلورات]] ،عديمة الرائحة، غير سامة ، وتعتبر طاهرة ، تذوب بسهولة في الماء. يبلغ الإنتاج العالمي منها 200 مليون [[طن]] في السنة وهي أحد الكيماويات التي يكثر إنتاجها. تستخدم اليوريا في صناعة [[سماد|السماد الصناعي]] المحتوي علي الأزوت (النتروجين)، واليوريا مادة أولية [[صناعة كيميائية|للصناعات الكيماوية]] حيث تستخدم في تصنيع [[راتنج|الراتنج]] ، و اللواصق ، و [[عازل كهربي|العوازل الكهربائية]] . وهي مادة تستخدم في تصنيع [[ميلامين]] و [[كافيين]] و [[هيدرازين]] و [[ورنيش|الورنيش]] و [[تبييض|مواد التبييض]] وكيماويات أخرى.
 
== نبذة تاريخيّة ==
== طريقة فوولر لتحضير اليوريا ==
قام فريدريش فوولر بتحضير اليوريا أول مرة في عام 1838 من تفاعل [[سيانات الفضة]]
(AgNCO) مع [[كلوريد الأمونيوم]] (NH<sub>4</sub>Cl):
 
:<math>\mathrm{AgNCO + NH_4Cl \rightarrow NH_4(NCO) + AgCl}</math>
 
أو كذلك من تفاعل [[سيانات الرصاص]] (Pb(NCO)<sub>2</sub>) مع [[الأمونيوم]] السائل .
 
:<math>\mathrm{Pb(NCO)_2 + 2 \ NH_3 + 2 \ H_2O \rightarrow Pb(OH)_2 + 2 \ NH_4(NCO)}</math>
 
ومن الناتج الوسطي [[سيانات الأمونيوم]] (NH<sub>4</sub>NCO) تعرّف على المادة الأصلية لليوريا :
: [[ملف:Urea Synthesis Woehler.png|ohne|300px|تصنيع اليوريا طبقا للكيميائي "فوولر"]]
 
بهذا كانت اليوريا هي أول مادة عضوية تحضر اصطناعيا من مواد غير عضوية. وكان هذا يتعارض آنذلك مع الفكرة السائدة بأن المواد العضوية لا تنتج سوى من كائنات حية عن طريق ما يسمى "القوة الحية" .
 
[[ملف:Ammoniakproduktion.svg |تصغير|يمين| 220px| إنتاج الأمونيا 1946–2007]]
في عام 1868 كتب "الكسندر باساروف" لأول مرة طريقة التحضير الإصطناعي لليوريا من كاربامات الأمونيوم ، وذلك من الأمونيا و [[ثاني أكسيد الكربون]] تحت ضغط عال.
:<math>\mathrm{H_2NCOONH_4 \rightarrow H_2NCONH_2 + H_2O}</math>
 
توصل [[كارل بوش]] في عام 1922 إلى الإنتاج الصناعي لليوريا على المستوى الكبير بتطبيق "طريقة هابر-بوش" عندما كانت الأمونيا متوفرة وكذلك توفر الضغط العالي تقنيا.
 
== شكل الجزيء ==
[[ملف:Urea Distances and Angles V1.svg|تصغير|يمين| 200px|المسافات بين الأيونات والزاوية .]]
رابطة الكربون مع النتروجين تبدي خصائص الرابطة الثنائية ولذلك فتلك الرابطة نجدها أقصر في جزيء اليوريا عن رابطة الكربون - نتروجين في الألكالي أمين بنحو 10 [[بيكو]] متر . المسافة بين النتروجين والهيدروجين تبلغ 105 بيكومتر ، والمسافة بين الكربون والأكسجين تبلغ 126 بيكومتر ، وتبلغ المسافة بين النتروجين والكربون 134 بيكومتر .
 
الترابط بين الذرات N–C–N ليست مستقيمة وإنما يشكل الجزيء زاوية ، وهو في مستوى واحد ، أما شكل الرابطة N–H فهي في شكل هرمي. الزاوية بين الذرات N–C–O تبلغ 121 °.
 
== تواجدها ==
 
[[ملف:Cicle del nitrogen de.svg|تصغير|يمين| 270px|دورة النتروجين في الطبيعة]]
اليوريا الطبيعية واليوريا الإصطناعية التي تتسرب إلى الطبيعة تحللها [[البكتيريا]] سريعا إلى [[أمونيا]] وأيونات [[نتريت]] و<nowiki/>[[نترات]] وهذه هي مواد في [[دورة النتروجين]]. كلا من [[حمض البول]] واليوريا هي من المواد التي تـُخرجها الطيور والخفافيش .
توجد اليوريا كمادة طبيعية في المناطق ذات المناخ الجاف . فقد عثر عليها طبيعيا في عام 1973 في "تروبن هيل"بالقرب من [[بحيرة راسون]] في غرب أستراليا, وكانت محفوفة بأمونيوم فثيتاليت وفوسفات الأمونيا .
 
== اهميتها البيولوجية ==
[[ملف:Urea cycle.svg |تصغير|يمين|270px| دورة اليوريا في الجسم]]
كثير من الحيوانات الفقرية مثل [[صفيحية الخياشيم الغضروفية]] ك[[قرش (سمكة)|أسماك القرش]] و [[شفنينيات|الشفنينيات]] و [[برمائيات|البرمائيات]] و [[الثدييات]] تنتج اليوريا كناتج نهائي من عملية [[الأيض]] التي تتم على مركبات النتروجين مثل [[حمض أميني|الأحماض الأمينية]].
 
عند تحلل حمض أميني تنتج أمويا أولا ، وهي مادة سامة عندما يكون في [[تركيز]]ها عاليا حيث تؤثر سلبا على الخلايا .
 
وتتكون اليوريا في [[الكبد]] خلال تفاعل جزيئين إثنين من الأمونيا مع [[جزيء]] [[ثاني أكسيد الكربون]] في [[دورة اليوريا]] . وتنتقل اليوريا من الكبد إلى الكليتين وتخرج من الجسم مع البول. نصف المواد الصلبة التي توجد في البول تقريبا يكون من اليوريا. الاختلال في دورة اليوريا تكون أسبابه وراثية وهي أحد أمراض [[التمثيل الغذائي]] ، وهو مرض متعلق باختلال في تفاعلات الأمونيا. وهو يؤدي إلى ارتفاع في كمية الأمونيا في [[الدم]] ، وهي ضار للخلايا العصبية.
 
كما تخرج كميات قليلة من اليوريا من الإنسان مع العرق وإفرازات الأمعاء . وينتج جسم الإنسان بين 20 - 39 جرام من اليوريا في اليوم.
بعض الحيوانات تستغل اليوريا في حمايتها من التصلب بسبب البرودة.
أسماك القرش و [[شفنينيات|الشفنينيات]] لا تــُخرج كلها اليوريا ولكن تستخدمها لضبط [[ضغط إسموزي|الضغط الإسموزي]] الذي يساعد على انتقال المواد المختلفة بين الخلايا .
 
تناول طعام غني بالبروتينات بؤدي إل ارتفاع نسبي في نسبة اليوريا حتى ولو كانت الكليتان سليمتان، وهذا يُبدي نشاطا منخفضا لعمل [[الكلى]]. وإذا كانت الكلى معرضة للمرض أو إذا كانت كفاءة الكلى متواضعة بسبب مرض [[السكري]] فإن ذلك يؤدي إلى ارتفاع في مستوى وجود اليوريا في [[الدم]] (المستوى المعتاد : 10–50 مليغرام/[[ديسيلتر]]) في الدم.
 
توجد اليوريا في الحليب والألبان، وكمية اليوريا بالمليغرام في لتر اللبن هي مقياس هام في تغذية البقر. إن نسبة اليوريا في الحليب يحدد عن طريق تغذية البقرة بكمية مناسبة من [[البروتينات]] في اليوم و كمية [[الكربوهيدرات]] التي تخمّرها معدة البقرة ، وهي تستغل كمقياس لكفاءة الحيوان في الاستفادة من البروتينات الي يأكلها. فإذا زادت نسبة البروتينات أو نقصت عن الحد المناسب في تغذية الحيوان يكون لها عواقب وخيمة على صحة الحيوان.
 
== تصنيع اليوريا ==
[[ملف:Prillturm2.jpg|تصغير|برج تصنيع اليوريا في أحد مصانع مدينة [[لينز]]،[[النمسا]].]]
 
تـُحضر اليوريا في المختبر عن طريق تفاعل الأمونيا مع [[فوسجين|الفوسجين]] أو مع [[إستر حمض الكربونيك]] أو كذلك [[تحلل مائي|التحلل المائي]] ل[[سياناميد]]. أما التحضير الصناعي لليوريا فهو يتم بكميات كبيرة ، ففي عام 2012 وصل الإنتاج العالمي منها 184 مليون [[طن]]. وطبقا لتقديرات الاتحاد الدولي لصناعة الأسمدة (IFA) فمن المتوقع زيادة الإنتاج خلال الأعوام 2013 - 2018 بنحو 41 مليون طن ، من ضمنها 5 مليون طن في الولايات المتحدة وحدها. ولزيادة الإنتاج من اليوريا في الولايات المتحدة سيستلزم زيادة في استخراج الغاز من أحجار الأردواز.
 
لانتاج اليوريا في مصانع كبيرة يستخدم [[الغاز الطبيعي]] و [[الهواء]] و [[الماء]] طبقا لطريقة هابر - بوش التي تنتج [[أمونيا]] أولا ثم أخيرا اليوريا. لإنتاج الهيدروجين أولا يُفصل [[ثاني أكسيد الكربون]] الذي يستخدم ثلثيه لإنتاج اليوريا.
 
طريقة انتاج اليوريا الإصطناعي بواسطة الضغط العالي ترجع إلى "كارل بوش" و "فلهلم مايزر".
شيد مصنع الكيماويات [[باسف]] مصنعه في عام 1922 حيث أنشأ فيه مفاعلا للضغط العالي كخطوة أولية بقدر 150 [[ضغط جوي]] للأمونيا وتاني أكسيد الكربون ، حيث يتم هذا التفاعل وهو [[تفاعل منتج للحرارة]] فتنتج كربامات الأمونيوم
(NH<sub>4</sub>CO<sub>2</sub>NH<sub>2</sub>) : />
 
brack NH_4}</math>
 
وتتحول كربامات الأمونيوم خلال [[تفاعل ماص للحرارة]] +15,5&nbsp;kJ/mol وتتحول إلى يوريا وماء:
 
:<math>\mathrm{\lbrack H_2NCOO
ightleftharpoons H_2NCONH_2 + H_2O}</math>
 
وهو [[توازن كيميائي|تفاعل متوازن]] . ولتحسين كمية الإنتاج فإن العمل يتم بكمية كبيرة غالبة أكثر من اللازم من [[الأمونيا]]. ويستحسن أن يكون الغاز الذي يُعاد إلى العملية جافا وخاليا من الماء ، ذلك لأن الماء يزيح التفاعل إلى ناحية كربامات الأمونيا.
التفاعل الكلي يتميز بأنه [[تفاعل ناشر للحرارة]] . ويتكون من خلاله ماتج ثانوي وهو [[حمض إيزوسيانيك]].
 
هذا التفاعل يمكن تخفيضه عن طريق العمل بنسبة عالية من الأمونيا. وتستخدم شركة بي إيه إف إس في مصنعها زيادة في نسبة الأمونيا في تصنيع [[سلفات الأمونيا]] و [[نترات الأمونيا]]. في نهاية العشرينيات من القرن الماضي تم تحسين التفاعل وأعيد أرسال الأمويا الزائدة إلى عملية الإنتاج. وبنفس الطريقة طوّرت طرق شمولية تدوير للتفاعل ، قامت بتطويرها شركة
DuPont, وشركة Pechiney وشركة Stamicarbon".
 
تختلف العمليات فيما بينها من وجهة طريقة تحلل كربامات الأمونيا ، وفصل وانتاج ثاني أكسيد الكربون والأمونيا وكذلك في التعامل مع اليوريا وتصنيعها.
 
تبلغ درجة حرارة التفاعل حسب الطريقة بين 170 - 220 [[درجة مئوية]] ، وضعط التفاعل بين 125 و 250 [[ضغط جوي]]
.
وتشترك جميع الطرق الحديثة في شيء وهو إعادة الغازات الزائدة إلى المفاعل ، حيث تتم عملية الانسلاخ stripping.
يلزم لإنتاج 1 طن من اليوريا 0,58 طن من الأمونيا و 0,7 طن من [[ثاني أكسيد الكربون]]. وبحسب طريقة العملية تستخدم في أنتاجه بين 85 - 160 [[كيلووات ساعي]] من الكهرباء و بين 0,9 - 2,3 طن من [[بخار الماء|البخار]] .
خلال الإنتاج يراد خفض إنتاج مادة [[بيوريت]] التي تتكون من اليوريا عند درجات الحرارة العالية وتبقى تلك المادة في اليوريا المنتجة صناعيا كمادة دخيلة شائبة. ويرغب المنتج في خفض وجود البيوريت في اليوريا إلى أقل من 1% ، حيث أن البيوريت له أثرا سلبيا على حبوب البذر مما له تأثير سيء على الناتج الزراعي.
 
== استخدامات اليوريا ==
* Jozef Meessen: ''Urea.'' In: ''[[موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية]].'' Vol. 37, Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2012, S.&nbsp;657–695, {{DOI|10.1002/14356007.a27_333.pub2}}.
 
< Peter Shaw, Ephraim Chambers: ''A New Method of Chemistry.'' Band 2, J. Osborn and T. Longman, London 1727, ([https://archive.org/stream/newmethodofchemi00boer#page/192/mode/2up S.&nbsp;193: Process LXXXVII. online]). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160311105037/http://archive.org/stream/newmethodofchemi00boer |date=11 مارس 2016}}</ref>
 
< [http://www.chem.wisc.edu/areas/reich/pkatable/index.htm Bordwell pK<sub>a</sub>-Table]</ref>
<ref name="Dilg">Peter Dilg: ''Harnstoffsynthese.'' In: [[Werner E. Gerabek]], Bernhard D. Haage, [[Gundolf Keil]], Wolfgang Wegner (Hrsg.): ''Enzyklopädie Medizingeschichte.'' De Gruyter, Berlin/ New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 535.</ref>
== اقرأ أيضا ==
* [[بيوريت]]
* [[سيانات الرصاص]]
* [[سيانات الأمونيوم]]
* [[سيانات الفضة]]
 
{{تصنيف كومنز|Urea}}
[[تصنيف:محسنات التربة]]
[[تصنيف:مواد كيميائية منزلية]]
[[تصنيف:يورياتمشتقات اليوريا]]
2٬088٬374

تعديل