PA010490

328

Związki azotowe. Azotany. Sole amonowe Literatura

I. Chem Met. Snę., SI. 591 (1950).

r Drews K.: Die tcchnlschen Ammonlumialzo, str. 134, 150. F. Ehko. Stuttgart 1938.

3.    AyOoaMUKMft a. M., lUcpciiiaacimft A. M.: Tcxiiojiornii MHiiOj3Juii.iii.ix yfloOpcimfi. rocxMMM3Aar, Mocicna 1947.

4.    FIAT, nr 985: The Productlon ot Atnmonlum Sulfato from Calcium Sulfate ■t Oppau.

8. Raster A. S., Dorney J. J., Knufmun J. T.: Stengol Procoss Ammonlum Nitrato. Ind. Kng. Chem., 40, 020 (1954).

6.    Neuman B.: Lchrbuch dor Chem. Technologie, t. I, str. 100/192. J. Springer. Berlin 1959.

7.    Praca zbiorowa: Technologia związków azotowych, t. II. PWT. Warszawa 1050.

8.    Roth W. A., Zcumor II.: Beltriigo zur Thormodynamlk des Systems Ammo-nlak — Schwefelstturo. Ang. Chemio, 44 (1031).

9.    U. S. Pat. Nr 1 087 572.

D. MOCZNIK

pro/, dr inż. Eugeniusz Błasiak

I. Wiadomości ogólne

Mocznik był znany od dawna jako składnik moczu i był z niego wydzielany w stanic czystym w końcu XVIII w. Skład chemiczny mocznika ustalił Proust w 1824 r., Wóhler w 1828 r. otrzymał mocznik przez izomeryzacje cyjanianu amonowego. Synteza ta stała się sławna, ponieważ w owym czasie wierzono, że substancje organiczne mogą powstawać tylko w organizmach żywych pod działaniem tzw. siły życiowej. Otrzymanie mocznika z cyjanianu amonowego było pierwszą z licznych udaną syntezą mocznika z substancji nieorganicznych,, Podstawą metody przemysłowej stała się synteza Bassarowa, który otrzymał mocznik w 1867 i\, ogrzewając węglan amonowy w zatopionych rurkach szklanych.

Rozwój produkcji mocznika był początkowo powolny. W Niemczech dane z okresu wojny wykazują w latach 1942—1943 produkcję roczną ok. 40 000 t. W Stanach Zjednoczonych produkcja w 1939 r. wynosiła ok. 40 0001, a poza tym w niewielu innych krajach pracowały małe instalacje. W latach powojennych obserwuje się coraz to szybszy wzrost produkcji mocznika. W 1954 r. oceniano produkcję światową na 300 0001 mocznika. W roku 1958/9 wyprodukowano już 670 000 t N w moczniku, tzn. ok. 1,5 min t mocznika (12).

2. Własności i zastosowania mocznika

Mocznik jest substancją bezbarwną, krystalizującą w układzie tetrago-nulnym w postaci igieł o ciężarze właściwym 1,355 g/cm⁸ (w temp. 20 °C). Topi się w temp. 132,7 °C, ulegając równocześnie skomplikowanemu rozkładowi. Głównym produktem rozkładu jest biuret, poza tym tworzą się, Bzezcgólnio w wyższych temperaturach, kwas cyjanurowy, ammelid i inne wielkocząsteczkowe związki. W temp. 21 °C roztwór nasycony zawiera 57*/# mocznika, w temp. 100 °C —- 87,8°/o.

Główne i ciągle wzrastające jest zastosowanie mocznika jako nawozu. Do tego celu używany jest mocznik granulowany, w Stanach Zjednoczonych — również w roztworach. Rozcieńczone roztwory mocznika używane są do nawożenia przez natryskiwanie zielonych części roślin. Poza tym mocznik wchodzi w skład wielu nawozów mieszanych. Produkt kondensacji z formaldehydem używany jest jako wolno działający nawóz azotowy. Dodawany w małych ilościach do pasz zwierząt przeżuwających zastępuje białko.

Zastosowanie mocznika w technice jest bardzo różnorodne. Przede wszystkim należy wymienić produkcję mas plastycznych i klejów. Mocznik używany jest również do produkcji licznych środków farmaceutycznych, Jako plastyfikator, jako środek zmniejszający lepkość gęstych roztworów (kazeina, skrobia, klej). Nowym szeroko opracowywanym zastosowaniem jest rozdzielanie węglowodorów naftowych przez tworzenie kompleksów;.

3. Metody otrzymywania mocznika

Istnieje kilka sposobów otrzymania mocznika:

1.    Synteza Wohlera, czyli izomeryzacja cyjanianu amonowego

NH₄CNO «± CO(NH,)j|

2.    Reakcja amoniaku z fosgenem

2 NH_a + COC1, = CO (NHj)_a -f 2HC1

3.    Reakcja amoniaku z tlenosiarczkiem węgla

2 NH_a + COS = NH₄COSNH, = CO (NH^ + H,S

4.    Hydroliza cyjanamidu

H_aCN* + H,0 = CO (NH*),

Pomimo licznych prób żadna z tych reakcji nie okazała się przydatna do produkcji na skalę przemysłową.

5.    Synteza z mieszanin i, związków w układzie zawierającym NHj i COj albo NH3, CO* i H_aO, którą można wyrazić równaniem

2 NH₃ + CO, CO(NH,), + H»0

opracowana w 1867 r. przez Bassarowa.

W 1920 r. Bosch opracował i zrealizował metodę techniczną produkcji mocznika opartą na tej syntezie.

W latach późniejszych budowane są instalacje w wielu krajach i równocześnie prowadzone są intensywne badania nad wyjaśnieniem podstaw teoretycznych i udoskonaleniem sposobów produkcji.

4. Teoretyczne podstawy syntezy mocznika

Mocznik powstaje podczas ogrzewania w zamkniętym naczyniu wszelkich mieszanin zawierających NH₃—CO_a albo NH₃—CO_s—HjO, a więc karbaminianu amonowego, węglanów amonowych, ich roztworów wodnych, ich mieszanin z ciekłym NH₃ i z NH₃ i HaO. Synteza mocznika