尿素 用途与合成方法
理化性质 尿素又名脲或碳酰胺,为人和哺乳动物体内蛋白质代谢的一种最终产物,也是动物体排出的一种主要的有机氮化物。纯品为白色颗粒状或针状、棱柱状结晶,混有铁等重金属则呈淡红或黄色。无味无臭,易溶于水、乙醇和苯,难溶于乙醚和氯仿。20℃时100千克水能溶解105千克尿素,溶解时吸热。水溶液呈中性反应。纯品含氮量为46.65%,农用尿素为42%~46%,含少量缩二脲,一般低于2%,通常对作物生长无害;尿素的比重和容重均较小,每立方米肥料重0.65吨。
尿素在温度20℃以下和相对湿度低于70%时,不但不吸湿,尚会使水分蒸发而降低其含水量;当温度超过20℃,相对湿度高于80%时,则开始吸湿,严重时便呈糊状,空气再转干燥时便重新结块,其程度仅次于硝酸铵。尿素水溶液在80℃时,会发生水解和分解反应,分别形成氨基甲酸铵及氨气、二氧化碳,在酸和碱性条件下,尿素遇热时,分解加快。
尿素易与直链状碳水化合物结合成晶体状附加化合物;与多种无机化合物分别形成Ca(NO3)2·4CO(NH2)2、NH4Cl·CO(NH2)2、CaSO4 · 4CO(NH2)2、MgSO4 · 4CO (NH2)2 · 3H2O、Mg (NO3) ·4CO(NH2)2·2H2O等多种复盐;易与磷酸一钙生成磷酸尿素、磷酸二钙和水,即Ca(H2PO4)2·H2O+CO(NH2)2→H3PO4·CO(NH2)2+CaHPO4+H2O;与硝酸作用易生成两者结合松弛的硝酸尿素,CO(NH2)2+HNO3→CO(NH2)2·HNO3;能与甲醛结合生成脲甲醛类化合物(尿酸缩胶),其中甲醛比例高者为尿素树脂,比例低者即为缓释(效)性尿素。
氮肥 尿素是一种优质、高效的重要氮肥,第一次世界大战末期德国开始将尿素用作肥料。实践证明,尿素含氮量高且无副成分,在所有作物上都显示了良好的增产效果。20世纪50年代以后,成为各国重点发展的氮肥品种,在1960~1975年的15年中,全球的尿素产量增加了10.5倍,并从70年代开始逐步代替了硝酸铵而成为世界各国施用最多的氮肥品种。尿素施入土壤后,一小部分以酰胺的形态被植物吸收,大部分在脲酶的作用下进行氨化,转化成氨,然后再被植物吸收,分解速度取决于土质、温度与含水量,一般在3~10天,因此尿素的肥效比其他氮肥长,氮素流失也较少。尿素是根外追肥的理想肥料,因为它不含对作物有害成分,呈中性,不灼伤茎叶,吸湿性强,易随水分渗透到叶片中去,迅速被作物吸收。根外追肥使用浓度一般为0.5%~2%。为提高尿素利用效果,除必须正确掌握尿素的性质和施用条件外,还要注意合理施用。