尿素,又称(carbamide),是由、氮、氧、氢组成的是一种白色。最简单的有机化合物之一,是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。也是目前含氮量的。
作为一种中性肥料,尿素适用于各种土壤和植物。它易保存,使用方便,对的破坏作用小,是目前使用量较大的一种化学。工业上用和在一定条件下合成尿素。
应用
医学领域
皮肤科以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。如,非手术摘除的指甲使用的封闭敷料中,含有40%的尿素。
幽门螺旋杆菌检测。幽门螺旋杆菌可以产生高活性的尿素酶,尿素在尿素酶的作用下分解生成氨气(NH3)和二氧化碳(CO2),通过标记C原子或N原子使CO2和NH3的产生可视化从而判断幽门螺旋杆菌是否存在。同样原理也可测试生活在动物胃中的类似。
农业领域
尿素是一种高浓度氮肥,属中性肥料,也可用于生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质,长期施用没有不良影响。尿素适用于作基肥和追肥,有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的,不能被土壤吸附,应防止随水流失。尿素施入土壤后,一小部分尿素以分子态溶于土壤溶液中,通过氢键作用被土壤吸附,其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸铵,进而生成碳酸和氢氧化铵。然后铵根离子能被植物吸收和土壤胶体吸附,碳酸氢根离子也能被植物吸收,因此尿素施入土壤后不残留任何有害成分。另外尿素中含有的缩二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸。尿素在土壤中转化受土壤PH pH值、温度和水分的影响,水分适当时土壤温度越高,转化越快。当土壤温度为10℃时尿素完全转化成铵态氮需7-10天,当20℃时需4-5天,当30℃时需2-3天即可。尿素水解后生成铵态氮,表施会引起氨的挥发,尤其是碱性或碱性土壤上更为严重,因此在施用尿素时应深施覆土,水田要深施到还原层。但尿素在造粒中温度过高会产生少量缩二脲,又称双缩脲,对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量超过1%时,不能做种肥、苗肥和叶面肥,其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
尿素(氮肥)能促进细胞的分裂和生长,使枝叶长得繁茂。尿素在农业中还有以下应用:
调节花量
为了克服苹果的大小年,遇小年时,于花后5-6周(苹果花芽分化的临界期,新梢生长缓慢或停止,叶片含氮量呈下降趋势)叶面喷施0.5%尿素水溶液,连喷2次,可以提高叶片含氮量,加快新梢生长抑制花芽分化,使大年的花量适宜。
疏花疏果
桃树的花器对尿素较为敏感但叶面反应迟钝。国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验,结果表明,桃和油桃的疏花疏果,需要较大浓度(7.4%)才能显示出良好效果,最适合浓度为8%-12%,喷后1-2周内,即能达到疏花疏果的目的。但是,在不同的土地条件下,不同时期及不同品种的反应尚需进一步试验。
水稻制种
在杂交稻制种技术中,为了提高父母本的异交率,以增加杂交稻制种量或不育系繁种量,一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出;或喷施父母本,调节二者的生长,使其花期同步。由于赤霉素价格较贵,用其制种成本高。人们用尿素代替赤霉素进行实验,在孕穗期、始穗期(20%抽穗)使用1.5%-2%尿素,其繁种效果与赤霉素类似,且不会增加株高。
防治虫害
用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份,搅拌混匀后,可防止果树、蔬菜、棉花上的蚜虫、红蜘蛛、菜青虫等害虫,杀虫效果达90%以上。
尿素铁肥
尿素以络合物的形式,与Fe2+形成螯合铁。这种有机铁肥造价低,防治缺铁失绿效果很好。此外叶面喷0.3%亚铁时加入0.3%尿素,防治失绿效果比单喷0.3%亚铁好。
畜牧业领域
尿素产量大、成本低,是重要的非蛋白态氮饲料。1891年,Morgan等发现尿素能在反刍动物的瘤胃内通过微生物的作用而合成蛋白质,故有节约蛋白饲料的作用,宜作为牛羊的饲料添加剂。尿素也是实现反刍动物豆粕减量替代的重要途径之一,已被列入我国批饲料添加剂目录。尿素饲料具有以下优势:(1)替代部分豆粕并降低饲料成本。尿素在牛羊日粮中可替代粗蛋白的20%-30%。尿素含氮量46.7%,是豆粕的6.8倍(豆粕含氮量仅6.8%),这就意味着,每使用1吨尿素氮,就能节约6.8吨豆粕氮,按照尿素1800元/吨、豆粕4500元/吨计算,将节约1.2万元日粮成本。(2)避免占用有限耕地资源。尿素是一种工业化产品,主要利用煤炭或天然气的副产物为原料进行合成,不依赖于耕地资源。并且,尿素每替代1000万吨豆粕,将会省出1亿亩耕地。(3)发挥独特的营养学特性。尿素是奶牛体内的一种天然营养素,奶牛的瘤胃微生物能利用尿素合成微生物蛋白,而微生物蛋白占可代谢蛋白的60%,其氨基酸组成优于豆粕氨基酸,是一种优质蛋白质来源。
毒性:尿素本身,但在瘤胃内经脲酶水解会释放氨。当释放出的氨超过瘤胃微生物所能利用氨的浓度时,过多的氨就会与二氧化碳结合形成氨基,氨基很快进入血液引起中毒,同时也有相当数量的氨被瘤胃壁吸收进入血液,当血液氨浓度超过的能力时会引起氨中毒。中毒症状一般在喂后30~60分钟之内发生,症状轻时表现为动作不灵敏、精神不佳,重时表现为四肢抽搐、瘤胃鼓气、呼吸困难。如不及时,中毒的动物可能在2~3分钟内死亡。发生尿素中毒最简单易行的急救措施是给中毒动物灌服5%醋酸溶液或食醋,醋酸不仅可中和瘤胃内过多的氨和铵离子,还可以有效分解氨基使毒性减轻。
工业领域
(1)尿素可以大量作为三聚氰胺、脲醛树脂、水合肼、四环素、、、还原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝Bx、味精等多种产品的生产原料。
(2)尿素对于钢铁、不锈钢的化学抛光有增光作用,在金属酸洗中用作缓蚀剂,也用于钯活化液的配制。
(3)用于燃烧废气脱硝的选择性还原剂。脱硝还原剂的来源主要有液氨、氨水和尿素,液氨可以直接制取氨气,但属于乙类危险品,在方面有特殊要求。氨水和尿素可以间接制取氨气,且尿素是一种稳定、的固体物料,作为脱硝用氨的理想来源,对人和环境均无害,可以散装运输并长期储存。(4)用于车用尿素。选择性催化还原(SCR)技术路线是利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行选择性催化还原,使尾气中的氮氧化物变成无污染的氮气和水,降低NOx的排放,从而满足国IV排放法对于PM和NOx的限制。车用尿素溶液是31.8%~33.3%尿素的水溶液,生产原料为尿素晶体和超纯水,可以通过对工业尿素的再提纯制取。
(5)化妆品中的保湿成分添加剂。尿素是一种很好用的保湿成分,它就存在于肌肤的角质层当中,属于肌肤天然保湿因子的组成部分,对角质层的充分水合作用和完整性至关重要。对肌肤来说,尿素具有保湿以及柔软角质的功效,所以也能够防止角质层阻塞毛细孔,借此改善粉刺的问题,可以用于面膜、护肤水、膏霜、护手霜等产品中保湿成份的添加。
(6)纺织工业应用。因为尿素具有优异的溶解染料性能,又有温和的还原性/抗氧化性及极为优异的吸湿性,所以在纺织工业上是优良的染料溶剂/吸湿剂/粘胶纤维膨化剂,树脂整理剂,有广泛的用途。
实验室应用
尿素能有效地使蛋白质变性,尤其能有效地破坏非共价键结合的蛋白质。这特点可以提高某些蛋白质的可溶性,其浓度可达10摩尔/体积。尿素也可用来制造硝酸尿素。