اوره

اوره ماده بی رنگی است که به شکل کریستالی وجود دارد و در دمای 132.7 درجه سانتیگراد (271 درجه فارنهایت) ذوب می شود و حتی قبل از رسیدن به نقطه جوش اوره تجزیه می شود.

این ماده کریستالی، محتوای نیتروژن آن در حالت خشک حدود 46 درصد است. و سالانه حدود 1 میلیون پوند اوره در ایالات متحده فرآوری می شود. بیشترمصرف آن به عنوان ماده اولیه در تولید کود های نیتروژن دار می باشد.

اوره چیست؟

اوره این محصول پر مصرف به صورت طبیعی نه تنها توسط انسان ها، بلکه توسط بسیاری از پستانداران دیگر و همچنین دوزیستان و برخی ماهی‌ها نیز تولید می‎شود. این ماده اولین ترکیب طبیعی بوده که به طور مصنوعی با استفاده از ترکیبات معدنی سنتز می‌گردد.

لازم به ذکر است که اوره ماده اولیه‌ای است که در ساخت بسیاری از مواد شیمیایی چون انواع پلاستیک، خوراک دام، چسب، پاک کننده کاسه توالت، مواد شوینده ماشین ظرفشویی، محصولات رنگ مو، آفت‌کش‌ها و قارچ‌‎کش‎ها به کار می‌رود. همچنین این ماده از نظر دارویی، در ساخت باربیتورات‌ها، محصولات پوستی که پوست را دوباره آبرسانی می‌کنند و دیورتیک‌ها ترکیب می‌شود. بعلاوه وجود اوره در تولید رزین به عنوان ماده اولیه ضروری است و به وفور استفاده می شود.

تاریخچه تولید اوره

هیلر روئل شیمیدان فرانسوی اوره را در سال 1773 کشف کرد. در سال 1828، فقط 55 سال پس از کشف، این ماده تبدیل به اولین ترکیب آلی شد که به صورت مصنوعی فرموله می‌شد، این بار توسط یک شیمیدان آلمانی به نام فردریش ولر، یکی از پیشگامان شیمی آلی، این محصول بدست آمد. در واقع ولر ابتدا در نظر داشت که سیانات آمونیوم تولید نماید برای اینکار ایزوسیانات نقره را با کلرید آمونیوم پردازش داد اما ماده‌ای که بدست آمد اوره بود.

اوره مصنوعی از آمونیاک مصنوعی و دی اکسید کربن ایجاد می‌شود و می‌تواند به هر دو صورت مایع و جامد نیز تولید گردد. فرآیند آبگیری کاربامات آمونیوم در شرایط گرما و فشار بالا برای تولید این ماده، برای اولین بار در سال 1870 اجرا شد و هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. موارد استفاده از این ماده مصنوعی زیاد است و بنابراین تولید آن نیز مطابق با تقاضای آن افزایش می‌یابد.

این ماده به طور طبیعی زمانی تولید می‌شود که کبد، پروتئین یا اسیدهای آمینه و آمونیاک را تجزیه کند. سپس کلیه‌ها اوره را از خون به ادرار منتقل کرده و نیتروژن اضافی از طریق اوره از بدن دفع می‌شود. لازم به ذکر است که هر فرد به طور متوسط روزانه حدود 30 گرم اوره را عمدتاً از طریق ادرار دفع می‌کند، اما مقدار کمی نیز از طریق تعریق، ترشح می‌شود.

کاربردهای اوره

همانطور که اشاره کردیم اوره کاربرد های گسترده ای در صنایع مختلف دارد در ادامه با مجموعه هوبارت شیمی همراه باشید تا با برخی از این موارد آشنا شویم.

استفاده از اوره در کشاورزی

بیش از 90 درصد تولید اوره در جهان برای استفاده به عنوان کود آزاد کننده نیتروژن است. این ماده دارای بالاترین میزان نیتروژن در بین تمام کودهای نیتروژن‌دار جامد در مصارف رایج می‌باشد.

این ماده باید بین 40 تا 300 کیلوگرم در هکتار پخش ‌گردد، اما نرخ پخش واقعی بسته به نوع مزرعه و منطقه متفاوت است. در طول تابستان، این محصول باید درست قبل یا در طول باران پخش گردد تا تلفات احتمالی ناشی از تبخیر کاهش یابد (فرآیندی که در آن نیتروژن به عنوان گاز آمونیاک در جو از بین می‌رود) این محصول را نباید با کودهای دیگر مخلوط کرد، زیرا ممکن است مشکلاتی در کیفیت آن ایجاد کند.

به دلیل غلظت بالای نیتروژن در این ماده، دستیابی به پخش یکنواخت آن مهم است. تجهیزات کاربردی باید به طور صحیح کالیبره شده و به درستی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین پخش این ماده، نباید در تماس یا نزدیک به بذر انجام گردد زیرا خطر آسیب به جوانه زنی وجود دارد. در صورت محلول بودن این محصول در آب، باید به صورت اسپری یا از طریق سیستم‌های آبیاری به کار گرفته می‌شود.

لازم به ذکر است که هنگام تهیه محلول‌های این ماده، باید برای کود دهی (تزریق در خطوط آبیاری)، حداکثر 30 کیلوگرم اوره در 100 لیتر آب حل شود.

در محلول پاشی‌ها اغلب از غلظت 0.5 تا 2.0 درصد از این ماده، برای محصولات باغی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجایی که اسپری آن ممکن است به شاخ و برگ محصول آسیب برساند، قبل از استفاده باید در مورد مقادیر خاص توصیه شود. در صورت استفاده منظم از اسپری یا استفاده از آن در محصولات حساس باغی، باید از اوره کم بیورت استفاده کرد.

استفاده از ماده شیمیایی اوره در پزشکی

این ماده در محصولات پوستی موضعی برای تقویت آبرسانی مجدد پوست استفاده می‌شود. بعلاوه این دارو به عنوان کمکی برای حذف جرم گوش به کار برده می شود. از دیگر کاربرد‌های دارویی این ماده این است که تزریق آن برای انجام سقط جنین کاربرد دارد.

کاربرد اوره در صنایع شیمیایی

اوره یک ماده خام است که در ساخت بسیاری از مواد شیمیایی مهم استفاده می‌شود، مانند:

• پلاستیک‌های مختلف، به ویژه رزین‌های اوره فرمالدئید
• چسب‌های مختلف مانند اوره فرمالدئید یا اوره ملامین فرمالدئید مورد استفاده در تخته چندلای دریایی
• از مواد اولیه صنعتی مانند سیانات پتاسیم
• و همچنین نیترات اوره به عنوان یک ماده منفجره

این ماده توانایی به دام انداختن بسیاری از ترکیبات آلی را به شکل کلاترات دارد. بدین صورت که ترکیبات آلی در کانال‌هایی که توسط مارپیچ‌های متقابل متشکل از مولکول‌های اوره با پیوند هیدروژنی تشکیل شده‌اند، نگهداری می‌شوند. از این رفتار می‌توان برای جداسازی مخلوط‌ها استفاده کرده و در تولید سوخت هواپیما و روغن‌های روان کننده و همچنین در جداسازی پارافین نیز استفاده نمود.

سیستم‌های خودرو

این محصول در واکنش‌های SNCR و SCR برای کاهش آلاینده‌های NOx در گازهای خروجی ناشی از احتراق، کاربرد دارد. به عنوان مثال، در نیروگاه‌ها و موتورهای دیزلی استفاده می‌شود.

سایر مصارف تجاری

• تثبیت کننده در مواد منفجره نیتروسلولزی
• یکی از اجزای خوراک دام که منبع نسبتاً ارزانی از نیتروژن برای تقویت رشد را فراهم می‌کند.
• به عنوان جایگزینی غیر خورنده برای سنگ نمک جهت یخ‌زدایی جاده‌ها و روکش کردن نیم لوله‌های اسنوبورد و پارک‌های زمینی کاربرد دارد.
• بعنوان افزودنی برای افزایش دهنده طعم سیگار.
• یک عنصر اصلی در تولید محصولات پاک کننده‌ مو مانند نیر یا ویت می باشد.
• بعنوان ترکیبی در ترکیبات برخی از نرم کننده‌های مو، پاک کننده‎های صورت، روغن‎های حمام، نرم کننده‌‎های پوست و لوسیون‎ها استفاده می شود.
• به عنوان ماده‌ای جهت واکنش دادن در برخی از کمپرس‎های سرد آماده، برای استفاده در کمک‌های اولیه به کار برده می شود.
• در بارورسازی ابرها به همراه سایر نمک‌ها استفاده می گردد.
• به عنوان یک عامل ضد احتراق (خاموش کننده آتش مانند مخلوط اوره و بی کربنات پتاسیم) استفاده می‌شود.
• از مواد تشکیل دهنده بسیاری از محصولات سفید کننده دندان است.
• از مواد تشکیل دهنده صابون ظرفشویی می باشد.
• همراه با فسفات آمونیوم ترکیب شده و به عنوان یک ماده مغذی مخمر، برای تخمیر قندها به اتانول استفاده می‌گردد.
• به عنوان یک افزودنی افزایش دهنده حلالیت و حفظ رطوبت به حمام‌های رنگ برای رنگرزی یا چاپ پارچه.

جهت استفاده در آزمایشگاه‌ها

این ماده می‌تواند به عنوان منبع هیدروژن برای تولید انرژی در پیل سوختی استفاده گردد. همچنین اوره موجود در ادرار فاضلاب را می‌توان مستقیماً مورد استفاده قرار داد (اگرچه باکتری‌ها معمولاً به سرعت اوره را تجزیه می‌‎کنند.) ناگفته نماند تولید هیدروژن با الکترولیز محلول اوره با ولتاژ کمتری انجام می‌شود و انرژی کمتری نسبت به الکترولیز آب مصرف می‌کند.

عوارض تماس با اوره

از جمله عوارض این ماده می‌توان به آسیب آن به پوست، چشم‎ها و دستگاه‎های حرکتی اشاره کرد. تماس مکرر یا طولانی مدت با اوره مثل کود روی پوست ممکن است باعث درماتیت گردد. در صورتی که مقدار بالایی از این ماده در خون محلول باشد سبب بالا رفتن فشار خون می‌شود.

این ماده می‌تواند باعث ایجاد سموم در شکوفه‌های جلبکی گردد و حضور آن در آب‌ها در زمین‌های بارور شده باعث رشد گیاهان سمی می‌گردد. لازم به ذکر است که این ماده در دمای بالای نقطه ذوب، تجزیه شده و گازهای سمی تولید می‌کند و واکنش آن با اکسیدان‌هایی مانند؛ نیتریت‌ها، کلریدهای معدنی، کلریت‌‎ها و پرکلرات‌ها بسیار قوی بوده به طوری که سبب آتش سوزی و انفجار می‌شود.

ساختار اوره

مولکول اوره مسطح بوده و در صورت جامد بودن در مرکزساختار با دو پیوند هیدروژنی N-H-O در تعامل است. شبکه پیوند هیدروژنی آن متراکم بوده و دارای ساختاری کاملاً باز است. کربن موجود در این ماده به صورت هیبرید شده می‌باشد و از نظر ویژگی پیوند، دارای پیوند دوگانه قابل توجهی است.

نحوه تولید ماده شیمیایی اوره

پروسه تولید این ماده در سال 1922 توسعه یافت، این تولید به نام کاشفان آن، اوره بوش و مایزر نیز نامیده می‌شود. این روند از دو واکنش اصلی تشکیل شده است. اولین مورد تشکیل کاربامات است بدین شکل که واکنش گرمازا آمونیاک با دی‌اکسید کربن گازی (CO 2) در دما و فشار بالا برای تشکیل کاربامات آمونیوم ( [N 4 ] + [NH 2 COO] شکل می‌گیرد.

NH 3 + CO 2 ⇌ [NH 4 ] + [NH 2 COO] (Δ H = -117 کیلوژول / مول در 110 اتمسفر و 160 درجه سانتی گراد)

تبدیل اوره با تجزیه گرماگیر کندتر کاربامات آمونیوم به اوره و آب:

[NH 4 ] + [NH 2 COO] – ⇌ CO(NH 2 ) 2 + H 2 O (Δ H = + 15.5 کیلوژول / مول در 160-180 درجه سانتی گراد)

در کارخانه‌های اوره این کار با کاهش فشار سیستم به اتمسفر انجام می‌شود تا کاربامات دوباره به آمونیاک و دی اکسید کربن تجزیه گردد.

حمل و نقل و نگهداری اوره

ماده اولیه مورد استفاده برای تولید اوره گاز طبیعی بوده که هزینه‌‎ها را مستقیماً با قیمت گاز مرتبط می‌کند. در نتیجه، نیروگاه‌های جدید فقط در مناطقی با ذخایر بزرگ گاز طبیعی که دارای قیمت‌ پایینی است، ساخته می‌شوند. محصول نهایی این ماده در محموله‌های بزرگ 30000 تنی در سراسر جهان حمل می‌شود. قیمت اوره در بازار رابطه مستقیمی با قیمت جهانی گاز طبیعی و تقاضا برای محصولات کشاورزی دارد. قیمت این ماده در نقاط مختلف می‌تواند بسیار متغیر و در برخی مواقع غیرقابل پیش‌بینی باشد.

بیش از 90 درصد از تولید جهانی این محصول، برای محصولات مرتبط با کود استفاده می‌شود. استفاده از این ماده در این روش، معمولاً به شکل گرانول، دانه یا کریستال است. کشاورزان این ماده را به صورت دستی توزیع کرده و یا با کمک تجهیزات کشاورزی به شکل مناسب پراکنده می‌نمایند. لازم به ذکر است که اوره یک خوراک موثر برای رشد حیوانات در نظر گرفته می‌شود و حاوی نیتروژن بوده که بدین سبب طرفداران بسیاری یافته است.

ناگفته نماند که این ماده نیز مانند اکثر محصولات نیتروژن، رطوبت اتمسفر را جذب می‌کند. بنابراین یا باید در کیسه‌های دربسته یا مهر و موم شده روی پالت‌ها یا اگر به صورت فله نگهداری می‌شود باید در زیر پوشش با برزنت نگهداری گردد. و همچنین مانند بیشتر کودهای جامد، این ماده نیز باید در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری گردد.

بازار جهانی اوره

در سال 2021، کود اوره، بیشترین سهم بازار را داشت و انتظار می‌رود با توجه به افزایش استفاده از کودها برای افزایش تولید محصولات زراعی، این ماده نیز درخواست‌های زیادی داشته باشد.

با توجه به بررسی‌های انجام شده، مشخص است که بازار جهانی این محصول 107.28میلیارد دلار در سال 2021 بود و پیش‌بینی می‌شود این بازار از129.52 میلیارد دلار در سال 2029 به 150 میلیارد دلار افزایش خواهد یافت. همچنین این بازار تا سال 2029، CAGR 2.2٪ در طول دوره پیش‌بینی را نشان می‌دهد. این ماده دارای کاربردهای زیادی در کشاورزی و خوراک دام که بیشترین مصرف کاربامید را تشکیل می‌دهند، دارد.

لازم به ذکر است که این محصول به دلیل تقاضای بیشتر، در بخش کشاورزی بیشترین سهم درآمد را در زمینه کودهای کشاورزی به خود اختصاص می‌دهد. همچنین طبق بررسی‌های انجام شده بر اساس منطقه، بازار این ماده به ترتیب به آمریکای شمالی، اروپا، آسیا و اقیانوسیه، آمریکای لاتین و خاورمیانه و آفریقا تقسیم می‌شود. و باید گفته شود که بیشترین میزان تولید و فروش آن نیز در آمریکای شمالی و اروپا قرار دارد.

خرید اوره

هوبارت شیمی مجموعه‌ای بزرگ و محبوب بین خریداران در بازار مواد شیمیایی بوده و یکی از شناخته شده‌ترین شرکت‌های تولید و عرضه انواع مواد شیمیایی بوده است.

مجموعه هوبارت شیمی با توجه ب اینکه دارای متخصصان و کارشناسان مجرب در زمینه تهیه و فروش انواع مواد شیمیایی را داراست به همین جهت خریداران می‌توانند با خیال راحت هر گونه مواد را از طریق مشورت با آنها خریداری نمایند. خریدارن عزیز در صورت نیاز می‌توانند با مشاوران ما در هوبارت شیمی به صورت 24 ساعته با شماره موجود در صفحه تماس حاصل نمایند.