Urea(CO(NH2)2, 요소)
urea, 요소태질소 (CO(NH2)2), 요소태질소, 아미드태질소 (NH2, CO(NH2)2, (NH2)2CO, CON2H4)
'질소(N) 종류'
'Urea(CO(NH2)2, 요소)'
'Ammonia(NH3, 암모니아)'
'Ammonium(NH4+, 암모늄)'
'Nitrate(NO3-, 질산)'
'질소 순환(nitrogen cycle)': OrganicNitrogen -> 'NH3' -> 'NH4+' -> 'NO2-' -> 'NO3-'
'질소(Nitrogen)와 pH': 'CO(NH2)2'가 가수분해(hydrolysis)되면 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)를 생성. 암모니아(NH3)는 염기성 물질로, 물에 녹으면 수산화암모늄(NH4OH)을 형성. 산화암모늄(NH4OH)은 공기 중의 이산화탄소(CO2)와 같은 산성 기체를 흡수할 수 있다. 이 과정에서 암모늄 이온(NH4+)과 수산화 이온(OH-)으로 해리된다.
일반적으로 공업적이고 산업적인 생산에서 요소는 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)를 반응시켜 합성하며, 암모니아와 이산화탄소는 대기나 천연가스, 석탄, 석유등에서 뽑아낸 질소와 수소, 메탄등을 원료로 합성한다.
요소는 백색의 알맹이며 냄새가 없고 흙에서 잘 녹고 비교적 속효성이며 질소함량은 45%이상이다. 물에 녹여 엽면에 살포할 수 있으며, 중성비료로 연용하여도 토양을 산성화시키지 않고 유안보다는 농작물에 흡수속도가 느리다. 요소태 질소를 공급하면 암모니아태와 질산태로 전환이 된다. 벼는 암모니아태 질소를 흡수하며 밭작물과 채소는 질산태 질소를 흡수한다.
식물이 바로 흡수할 수 없는 형태다.
이온화 된 상태가 아니기에 토양에 흡착되지 못한다.
물에 잘 녹는다. 분해되기 전에 물을 공급하면 물에 의해 유실될 수 있다.
D4804 관주할 경우 화학적으로 Ammonia가스 발생이 가능해 피해를 입을 수 있다.
변환 흐름: 요소태질소 -> 암모늄태질소 -> 질산태질소
변환에 온도 영향: 여름철 3~4일, 겨울철 7~10일의 시간이 필요.
요소는 가수분해에 의해 암모니아로 변형된 후 이용되고 분해 과정에서 질소의 약 20%가 대기중으로 날아간다, 이후 과정은 암모니아와 유사한과정을 거친다. 전기적 중성을 띈다(양액재배 사용금지).
가수분해: 물의 첨가에 의해 물질이 분해되는 것을 의미. 화학 반응의 하나로, 하나의 분자가 물과 반응하여 작은 단위의 분자나 이온으로 분해되는 현상을 일컫는다. 물을 첨가하게 되면 물 분자의 수소(-H)와 수산기(-OH)는 각각 인접한 단위체와 결합을 이루게 된다. 다양한 유기 화합물에서 일어나며, 생명 활동에 필수적인 반응이기도 하다.
가수분해효소는 생화학에서 화학 결합의 가수분해를 촉매하는 효소이다.
펩타이드 결합 이외의 탄소-질소 결합에 작용하는 가수분해효소 Ex: urease, asparaginase, arginase
인-질소 결합에 작용하는 가수분해효소 Ex: phosphoamidase
황-질소 결합에 작용하는 가수분해효소 Ex: cyclamate sulfohydrolase
Nitrogen from Urea
'Nitrogen, Urea, Ammonium, Nitrate (Yara)': 요소는 토양에 적용하면 매우 소량은 식물에 직접 흡수될 수 있으나 대부분 즉시 사용할 수 없다. 식물 뿌리에 흡수되기 전에 암모늄으로 변환되어야 합니다(가수분해). 토양 박테리아의 효소가 이 변환을 수행하며, 완료하는 데 1일에서 1주일이 걸릴 수 있습니다. 시원하고 건조한 조건에서는 프로세스가 더 오래 걸리는 반면, 따뜻하고 습한 토양 조건에서는 프로세스가 빨라집니다.
암모늄태질소 질산태질소 적정비율
일반적인 밭작물의 식물들은 1:9~1:11대 비율로 공급되는 것이 생산량이 가장 좋게 나온다.
그러나 암모늄태질소가 서서히 질산태질소로 변환되는 특성이 있으므로 시비는 필요한 비율보다 암모늄태질소를 높게 5:6정도로 해두고 질산태질소와 함께 칼슘 등 다른 영양소 제품(Ex 질산칼슘제품) 을 추가 투입하며 조절하도록 여유를 두는 것이 전략적인 면에서 좋을 수 있다.
아미노기(amino group, -NH2)
'Ammonia(NH3, 암모니아)'에서 수소원자를 한 개 제거한 형태의 기(基). 화학기호 -NH2로 나타내며, 아미노산 및 기타 많은 유기화합물에 포함되어 있다. 유리기의 경우, 수용액 중에서 해리되어 염기성을 나타낸다. 단백질을 구성하는 아미노산의 α-아미노기는 카르복시기와 결합하여 펩티드 결합을 형성하고 있다.
'Amine-'(-NH2)
아미노기(amino group) 또는 아민기는 아민을 형성하는 주요 작용기로 대표적인 화학식은 -NH2 이다. 1개의 질소 원자와 3개의 수소 원자가 결합된 알칼리성의 화합물인 암모니아를 골격(back-bone)으로 가정해보면 수소(H) 자리에 작용기(R)가 1개, 2개, 3개로 차례로 치환된 경우 각각 1차, 2차, 3차 아민으로 분류된다. 특히 탄소는 원자 1개가 4개의 원자가를 갖고 이들 모두가 결합에 참여하는 것과는 다르게 아민기는 전형적으로 질소(N) 원자 1개가 5개의 원자가를 갖고 있지만 3개만 참여하고 나머지 2개는 일반적으로 비공유 전자쌍으로 남겨진다는 점에서 매우 중요한 작용기이다.
Ammonium(NH4+)
CO(NH2)2 + H2O = CO2 + NH4 + OH -
Urea + Water = Carbon Dioxide + Metallic Ammonium + Hydroxyl Radical
One mole of Urea [CO(NH2)2] and three moles of Water [H2O] react to form one mole of Carbon Dioxide [CO2], two moles of Metallic Ammonium [NH4] and two moles of Hydroxyl Radical [OH]
(NH2)2CO + H2O = (NH4)2CO3
H2O: 물
CO2: 이산화탄소
OH-: 수산화이온 '뿌리 영양분 흡수와 pH 변화'
(NH4)2CO3: 탄산암모늄
현해남설명
https://youtu.be/iACW__5OhA8?t=283
현해남설명2
https://youtu.be/omtS7NZBAx8?t=58
https://youtu.be/fu7eihoY0f8?t=333
https://youtu.be/omtS7NZBAx8?t=154
기타1
요소는 비료용으로 많이 사용되지만, 축우 사료용, 요소 수지 제조용, 발포제 제조용, 안료 및 염료와 폐수처리 등의 화공원료로도 널리 사용되고 있다.
요소는 또한 복합비료의 질소질 원료와 멜라민의 원료로 사용되는 것 외에 성형재료(용기, 식기, 단추) 등 일용 잡화류와 합판 제조 접착제, 실크나 레이온 나염 처리제, 도료, 발포제 및 유기안료 제조용 등으로 관련 업체에서 사용되고 있다.
기타2
'(NH2)2CO'와 'CO(NH2)2'은 같은 것으로 본다.
Computing molar mass step by step
First, compute the number of each atom in (NH2)2CO:
C: 1, O: 1, N: 2, H: 4
Then, lookup atomic weights for each element in periodic table:
C: 12.0107, O: 15.9994, N: 14.0067, H: 1.00794
Now, compute the sum of products of number of atoms to the atomic weight:
Molar mass ((NH2)2CO) = ∑ Counti * Weighti =
Count(C) * Weight(C) + Count(O) * Weight(O) + Count(N) * Weight(N) + Count(H) * Weight(H) =
1 * 12.0107 + 1 * 15.9994 + 2 * 14.0067 + 4 * 1.00794 =
60.0553 g/mol
First, compute the number of each atom in CO(NH2)2:
C: 1, O: 1, N: 2, H: 4
Then, lookup atomic weights for each element in periodic table:
C: 12.0107, O: 15.9994, N: 14.0067, H: 1.00794
Now, compute the sum of products of number of atoms to the atomic weight:
Molar mass (CO(NH2)2) = ∑ Counti * Weighti =
Count(C) * Weight(C) + Count(O) * Weight(O) + Count(N) * Weight(N) + Count(H) * Weight(H) =
1 * 12.0107 + 1 * 15.9994 + 2 * 14.0067 + 4 * 1.00794 =
60.0553 g/mol