1.3.Розчинність карбаміда

У воді карбамід розчиняється добре. При підвищенні температури розчинність збільшується.

Таблица розчинності карбаміду у воді в залежності від температури

Таблица 1

Температура °С	Розчинність г/л	Температура °С	Розчинність г/л
0,0	400,0	70,0	762,8
10,0	458,0	80,0	797,2
20,0	518,0	90,0	837,2
30,0	571,8	100,0	884,2
40,0	638,0	110,0	918,0
50,0	672,3	115,0	937,0
60,0	718,8	120,0	950,0

Значно трудніше розчинається карбамід в метиловому, етиловому та інших спиртах. Він малорозчинний в ефірі і не розчинний в хлороформі.

Карбамід легко розчиняється у жидкому аміаку, утворюючи з’єднання CO(NH₂)₂ NH₃, складаючи 77, 9% карбаміда і 22, 1% аміаку і існують тільки у розчинах. За допомогою температури розчинність карбаміда у аміаку значно збільшується.

Таблица розчинності карбаміда у жидкому аміаку в залежності від температури.

Таблица 2

Температура°С	Розчинність г/л	Температура°С	Розчинність г/л
мінус 30,0	179	409,0	680
мінус 26,4	208	430,0	723
мінус 5,8	318	450,0	756
мінус 5,0	380	500,0	759
14,5	451	618,0	793
20,5	492	660,0	807
23,9	518	780,0	836
26,0	543	810,0	846
31,5	581	1010,0	911
35,9	628	1085,0	919

При 30 °С і вище карбамід розчиняється в жидкому аміаку краще, чим у воді. На відмінну від жидкого аміаку розчин карбаміда в ньому більш електропровідний. Розчинення карбаміда в жидкому аміаку пов’язано із

зниженням тиску парів над насищенним розчином карбаміда в порівнянні з тиском парів аміаку над чистим аміаком.

1.4. Розкладання карбаміду

Твердий карбамід, нагрітий під вакуумом до 130 °С, возгоняється без розкладання.

Нагрівання сухого карбаміду при атмосферному тиску вище температури плавлення 132,7 °С призводить до утворення біурету, а при 190 °С – ціанурової кислоти, аммеліда та ін.

Предположенний механізм розкладання карбаміду достатньо складний. Спочаткувідбувається ізомерізація карбаміду у ціаніт амонію, який дисоціює на аміак і ціанурову кислоту. Остання з карбамідом при взаємодії утворює біурет. Реагуя з карбамідом, біурет перетворюється в ціанурову кислоту (НОСN)₃. Аміди цієї кислоти - амелін, амелід і меламін, утворюються дією на неї виділившимся аміаком.

При нарахунку надлишка аміаку швидкість розкладання карбаміда зменшується. Водні розчини карбаміду менш стабільні, чим чистий карбамід, гідроліз і розкладання їх починається вже при 60 °С. Практично, при температурі нижче 80 °С розчин карбаміда у воді можно вважати повністю устойчивим, але при 90 °С вказані реакції протікають із замітною швидкістю.

При кипінні розчина карбаміда швидкість його гідроліза сильно підвищується, так як виділені у результаті розкладання аміак і двоокись вуглевода удаляються із системи і рівновага реакції здвигається в сторону

утворення NH₃ і СО₂. Це призводить до того, що при випарюванні розчинів карбаміду деяка кількість його від 2 % до 3 % звичайно втрачається, якщо нагріти розчин карбаміду при атмосферному тиску до температури вище 80 °С, карбамід гідролізується в амонійну сіль карбамінової кислоти або карбамат амонію.

CO(NH₂)₂ + Н₂О = Н₂NCOONН₄

Розчиняючись у воді, карбамат амонію частично утворює карбонат амонію, який дисоціює потім в бікарбонат амонію, що розкладається далі на СО₂, NH₃, Н₂О:

H₂N - CO - ONH₄ + H₂0 = (NH₄)₂СО₃

(NH₄)₂СО₃ — H₄NHCО₃ + NH₃

H₄NHCО₃ — CО₂ + NН₃ + Н₂О

Повнота протікання реакції гідролізу залежить від температури і продовгуватості процесу. Ступінь гідроліза карбамату амонію значно знижається в присутності аміака. При нагріванні водних розчинів карбамід, незалежно від гідроліза, з замітною швидкістю підвергається термічному розкладанню. При цьому виділяється аміак і утворюється біурет.

2Н₂N - СО - NН₂ = H₂N - СО - NН - СО - NH₂ + NH₃

Присутність біурета в карбаміді небажанна, так як він шкідливо діє на рослини. Ступінь перетворення карбаміда в біурет, при прочих рівних умовах, залежить тільки від температури.

Для технічного карбаміда швидкість утворення біурета при 100 °С складає

0,1 %/ч. В цьому випадку зниження швидкості розкладання карбаміда являється причиною присутності в ньому забруднень.

У виробництві карбаміда із аміака і двоокисі вуглевода утворення біурета спостерігається в різній ступені на всіх стадіях процесу. Благосприятливими умовами для утворення біурета являються:

1. Видалення аміака із сфери реакції

2. Висока температура

3. Довге перебування концентрованих розчинів карбаміда при високих температурах.

На стадії синтезу карбаміда біурет утворюється в невеликих кількостях, так як в присутності надлишка аміака ступінь розкладання карбаміда зменшується.

Збільшення кількості біурета спостерігається на стадіях дистилляції, це пов’язано з використанням теплоносія - пару, що сприяє місцевим перегрівам розчину.

Випарювання води із розчину карбаміда протікає при високих температурах, що також визиває значне розкладання карбаміду і утворення біурета.