Điều chế Ure trong công nghiệp

Điều chế Ure trong công nghiệp được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Trong công nghiệp, người ta điều chế phân đạm urê bằng cách cho khí amoniac NH₃ tác dụng với khí cacbon đioxit CO₂:

2NH₃ + CO₂ ——-> CO(NH₂)₂ + H₂O

Để có thể sản xuất được 6 tấn urê, cần phải dùng

a) Bao nhiêu tấn NH₃và CO₂?

b) bao nhiêu m³khí NH₃và CO₂(đktc)?

Trả lời

I. Urê là gì?

Urê là một hợp chất hữu cơ của cacbon, nitơ, ôxy và hiđrô, với công thức CON₂H₄ hay (NH₂)₂CO

Urê còn được biết đến như là cacbamua, đặc biệt là trong tên gọi sử dụng ở châu Âu theo các tên gọi không đăng ký quốc tế được khuyến cáo (rINN).

Trong một số động vật, các phân tử urê được tạo ra từ cacbon điôxít, nước, muối aspartat và amôniắc trong quá trình trao đổi chất được biết đến như là chu trình urê- một chu trình đồng hóa. Sự tiêu hao năng lượng này là cần thiết do amôniắc, một chất thải phổ biến trong quá trình trao đổi chất, là một chất độc và cần được trung hòa. Việc sản xuất urê diễn ra trong gan và dưới sự điều chỉnh của N-axetylglutamat. Các động vật sống dưới nước không sản sinh ra urê; khi sống trong môi trường nhiều nước, chúng chỉ đơn giản là thải amôniắc ngay lập tức khi nó vừa được tạo ra. Các loài chim, với sự hạn chế hơn nhiều so với các động vật khác trong tiêu thụ nước, tạo ra axít uric, một hợp chất ít độc hại hơn urê. Cơ thể người sản xuất ra ít axít uric do kết quả của sự phân hủy purin, do việc sản xuất axít uric dư thừa có thể dẫn đến một loại chứng viêm khớp gọi là bệnh gút.

II. Điều chế Ure

Phân đạm urê, có công thức hoá học là (NH₂)₂CO. Phân đạm có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng và thực vật nói chung, đặc biệt là cây lấy lá như rau. Phân đạm cùng với phân lân, phân ka-li góp phần tăng năng suất cho cây trồng.

Trong tự nhiên, phân đạm tồn tại trong nước tiểu của các loài động vật và con người. Trong công nghiệp, phân đạm được sản xuất bằng khí thiên nhiên hoặc than đá.

Quy trình đơn giản của quá trình tổng hợp phân đạm (công nghệ Snampogetti của Ý):

Diễn giải phương trình phản ứng :

• N₂+ H₂ (xúc tác, nhiệt độ, áp suất) ↔ NH₃
• NH₃+ CO₂ (xúc tác, nhiệt độ, áp suất) ↔ (NH₂)₂CO

Tại Việt Nam, nhu cầu phân đạm hàng năm khoảng 2 triệu tấn. Trước đây phải nhập khẩu hoàn toàn. Hiện tại, Việt Nam đã có các nhà máy sản xuất phân đạm: nhà máy phân đạm Hà Bắc thuộc tỉnh Bắc Giang sử dụng than đá làm nguyên liệu, công suất 100.000 tấn/năm; nhà máy phân đạm Phú Mỹ tại Khu công nghiệp Phú Mỹ tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu sử dụng khí thiên nhiên làm nguyên liệu, có công suất 800.000 tấn/năm

III. Ứng dụng của Urê

1. Trong công nghiệp

- Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-formalđêhít.

- Như là một thành phần của phân hóa học và chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố định tương đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưởng.

- Như là chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng đường hay đường băng sân bay. Nó không gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại như muối.

- Như là một thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó được thêm vào để tăng hương vị.

- Đôi khi được sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản xuất bánh quy.

- Như là một thành phần của một số dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nước thơm.

- Nó cũng được sử dụng như là chất phản ứng trong một số gạc lạnh sử dụng để sơ cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước.

- Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ diesel (AdBlue).

2. Sử dụng trong phòng thí nghiệm

Urê là một chất biến tính prôtêin mạnh. Thuộc tính này có thể khai thác để làm tăng độ hòa tan của một số prôtêin. Vì tính chất này, nó được sử dụng trong các dung dịch đặc tới 10M.

3. Sử dụng y học

Thuốc

Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá trình tái hiđrat hóa của da.

Chẩn đoán sinh lý học

Xem thêm blood urea nitrogen for a commonly performed urea test

Do urê được sản xuất và bài tiết khỏi cơ thể với một tốc độ gần như không đổi, nồng độ urê cao trong máu chỉ ra vấn đề với sự bài tiết nó hoặc trong một số trường hợp nào đó là sự sản xuất quá nhiều urê trong cơ thể.

Nguyên nhân phổ biến của bệnh urêmia là các vấn đề về hệ tiết niệu. Nó được lấy thông số cùng với creatinin để chỉ ra các vấn đề trực tiếp liên quan tới thận (ví dụ: hư thận mãn tính) hay các vấn đề thứ cấp như chứng giảm hoạt động tuyến giáp.

Nồng độ urê cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính (ví dụ bệnh bạch cầu và bệnh Kahler).

Nồng độ cao của urê (urêmia) có thể sinh ra các rối loạn thần kinh (bệnh não). Thời gian dài bị uremia có thể làm đổi màu da sang màu xám.

Sử dụng trong chẩn đoán khác

Các loại urê chứa cacbon 14 - đồng vị phóng xạ, hay cacbon 13 - đồng vị ổn định) được sử dụng trong xét nghiệm thở urê, được sử dụng để phát hiện sự tồn tại của Helicobacter pylori (H. pylori, một loại vi khuẩn) trong dạ dày và tá tràng người. Xét nghiệm này phát hiện enzym urease đặc trưng, được H. pylori sản xuất ra theo phản ứng để tạo ra amôniắc từ urê để làm giảm độ pH của môi trường trong dạ dày xung quanh vi khuẩn.

Các loài vi khuẩn tương tự như H. pylori cũng có thể được xác định bằng cùng một phương pháp xét nghiệm đối với động vật (khỉ, chó, mèo -bao gồm cả các loại "mèo lớn" như hổ, báo, sư tử v.v).

-------------------------------

Ngoài Điều chế Ure trong công nghiệp đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.