Urée - Définition et Explications
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Introduction
| Urée | |
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| Général | |
| Nom IUPAC | |
| Synonymes | carbamide, carbonyl diamide, isourée |
| No CAS | |
| No EINECS | |
| DrugBank | |
| PubChem | |
| No E | E927b |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | cristaux blancs, d'odeur caractéristique |
| Propriétés chimiques | |
| Formule brute | CH4N2O |
| Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) molaire | 60,0553 ± 0,0018 g·mol-1 |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) | 132,7 à 135 °C |
| T° ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps...) | décomposition (En biologie, la décomposition est le processus par lequel des corps organisés, qu'ils...) |
| Solubilité | 670 g·l-1 (eau, 0 °C), 1 080 g·l-1 (eau, 20 °C), |
| Masse volumique (La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par...) | 0,750 g·cm-3 (liquide) 1,335 g·cm-3 (solide) |
| Thermochimie | |
| S0 | 104 J/mol.K |
| ΔH0 | -333 kJ/mol |
| Cp | 93 J/mol.K (à 298 K) |
| Propriétés électroniques | |
| 1re énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) d'ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une...) | 9,7 eV (gaz) |
| Précautions | |
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| Produit non contrôlé | |
| Écotoxicologie | |
| LogP | -3,00 à -1,54 |
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L'urée ou carbamide (DCI) est un composé organique (Un composé chimique est dit organique lorsqu'il renferme au moins un atome de carbone...) de formule chimique CO(NH2)2. C'est aussi le nom de la famille des dérivés de l'urée de formule générale (R1,R2)N-CO-N(R3,R4).
Histoire
L'urée naturelle est découverte en 1773 par Hilaire Rouelle. Formée dans le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans...) lors du cycle de l'urée, à partir de l'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des...) qui provient de la dégradation de trois acides aminés : l’arginine, la citrulline et l’ornithine, l’urée naturelle est éliminée par l'urine (L'urine est un liquide biologique composé des déchets de l'organisme. L'urine est...).
En 1828, après avoir maîtrisé la synthèse de l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) cyanique, Wöhler réalise celle de l'urée. En traitant l’acide cyanique par l'ammoniaque, il obtient du cyanate d'ammonium (L'ion ammonium (de formule NH4+) est un ion polyatomique de charge électrique positive (c'est...) qui s'isomérise en urée :
Cette expérience provoque une révolution. Elle apporte en effet la preuve qu’il est possible de synthétiser un composé organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) en dehors d'un organisme vivant. Elle marque ainsi le début de la chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant l'étude scientifique de...) et annonce la fin de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) vitale.
Synthèse industrielle
L'urée est fabriquée industriellement à partir d'ammoniac (NH3) et de dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...) (CO2).
La réaction de synthèse se fait sous forte pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) (de 140 à 160 bar) selon les procédés et sous des températures de 160 °C à 180 °C. Elle a lieu en deux temps :
- 1. synthèse du carbamate d'ammonium ( NH2COONH4 ), produit intermédiaire stable uniquement sous haute pression :
- CO2 + 2 NH3 ⇔ NH2COONH4 ;
- 2. décomposition du carbamate d'ammonium en urée et eau :
- NH2COONH4 → CO(NH2)2 + H2O.
Les réactions ne sont pas totales, mais sont à l'équilibre à la sortie du réacteur (Un réacteur peut désigner :) sous pression, la solution réactionelle contient de l'urée, de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), du CO2 et de l'ammoniac. Le procédé chimique consiste ensuite en la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) des produits de réaction par stripping et distillation (La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances liquides...).
D'une part, l'ammoniac et le CO2 sont entièrement recyclés dans le réacteur de synthèse, d'autre part, la solution d'urée est concentrée par évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...) de l'eau, l'urée est ensuite concentré en une solution à plus de 99 %, restant liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) au-dessus de 132 °C. L'eau distillée est récupérée pour la production de vapeur ().
La solution concentrée d'urée est ensuite cristallisée en refroidissant sous forme de granulés adaptés à l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) agricole.
Les plus grosses unités industrielles actuelles produisent 3 600 tonnes d'urée par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...).
La production mondiale annuelle d'urée atteint 120 millions de tonnes.
Les principaux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) producteurs sont la Chine, l'Inde, le Koweit, l'Arabie Saoudite, le Qatar, l'Égypte, les États-Unis et la Russie.
En France, une unité de production est implantée à Gonfreville-l'Orcher (banlieue industrielle du Havre), usine exploitée en commun par le groupe Total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) et la société Yara pour une production d'environ 950 t/j.