Močovina

Močovina
	Strukturní vzorec
Obecné
Systematický název	karbonyldiamid
Triviální název	močovina
Ostatní názvy	urea, karbamid, diaminomethanal
Latinský název	carbamidum
Anglický název	urea
Německý název	Harnstoff
Funkční vzorec	(NH2)2CO
Sumární vzorec	CH4N2O
Vzhled	bílá pevná látka
Identifikace
Registrační číslo CAS	57-13-6
PubChem	1176
SMILES	NC(=O)N
Číslo RTECS	YR6250000
Vlastnosti
Molární hmotnost	60,06 g/mol
Teplota tání	132,7–135 °C
Hustota	1,32 g/cm3
Rozpustnost ve vodě	108 g/100 ml (20 °C); 167 g/100 ml (40 °C); 251 g/100 ml (60 °C); 400 g/100 ml (80 °C); 733 g/100 ml (100 °C)
Relativní permitivita εr	6,6 až 7
Struktura
Dipólový moment	4,56 D
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Močovina, též diamid kyseliny uhličité, urea nebo karbamid je organická sloučenina uhlíku, dusíku, kyslíku a vodíku s funkčním vzorcem CO(NH₂)₂.

Objevení

Močovinu objevil v roce 1773 Hilaire Rouelle. V roce 1828 ji Friedrich Wöhler připravil reakcí kyanatanu draselného se síranem amonným. Ačkoliv se Wöhler původně pokoušel vyrobit kyanatan amonný, tím že náhodně vyrobil močovinu z anorganických látek, vyvrátil vitalismus, teorii, že chemické látky tvořící živé organismy jsou stěžejně odlišné od neživé hmoty. Tím také odstartoval novou vědní disciplínu – organickou chemii.

Močovina byla tak první organickou sloučeninou vyrobenou čistě z anorganických látek.

Močovina se nachází v moči savců, obojživelníků a některých ryb. Moč ptáků a plazů obsahuje místo močoviny kyselinu močovou. Je tomu tak díky odlišnému dusíkovému metabolismu, kterému stačí méně vody.

Výskyt v přírodě

Vzniká z netopýřího guana a moči, stabilní je jen ve velmi suchém prostředí.

Biosyntéza

Močovina je syntetizována v močovinovém cyklu v játrech. V těle močovina slouží jako odpadní látka, pomocí které se vylučuje z těla nadbytečný dusík. Během močovinového cyklu je štěpena aminokyselina arginin na močovinu a ornitin. Močovina je vyloučena močí z těla a ornitin je znovu použit jako prekurzor při syntéze argininu ^[1].

Močovina v lidském těle

Močovina, v lékařství nazývaná urea, je odpadním produktem organismu, nicméně hraje i důležitou roli při zpětné výměně v nefronech, kde napomáhá zpětné resorpci vody a některých iontů do krevního oběhu.

Je rozpuštěna v krvi v normální koncentraci 2,5–7,5 mmol/l a ledvinami odstraňována do vylučované moči. Malé množství urey je společně se solí vylučováno také potem. Zadržování urey v krvi je spojeno se selháním ledvin a nazývá se urémie. Příznakem je nechutenství, apatie až letargie, v pozdní fázi úbytek myšlení a kóma. Projevuje se nejčastěji u pacientů před dialýzou s funkcí ledvin menší než 50 %. Uremie také může vyústit ve fibrinózní perikarditidu (forma zánětu osrdečníku). Uremie způsobuje mnoho dalších problémů, jako např. sníženou hladinu erythropoetinu způsobující chudokrevnost, sníženou hladinu testosteronu zapříčiňující malou chuť k sexu, řídnutí kostí a metastatickou kalcifikaci (usazování vápníku v měkkých tkáních).

Produkce

Zařízení pro výrobu močoviny z amoniaku

Močovina je v celosvětovém měřítku vyráběna v množství kolem 100 milionů tun ročně.

Komerčně je vyráběna z amoniaku a oxidu uhličitého. Vyrábí se v podobě granulí, vloček, kuliček, krystalů a roztoků.

Více než 90 % celosvětové produkce je určeno pro výrobu hnojiv. Močovina má největší obsah dusíku ze všech běžně používaných pevných dusíkatých hnojiv (46,4 %). Díky tomu má nejnižší náklady na transport vztažené na jednotku dusíkatých živin.

Močovina je vysoce rozpustná ve vodě a je proto velmi vhodná pro použití v hnojících roztocích (v kombinaci s dusičnanem amonným).

Dvě základní reakce výroby močoviny z amoniaku a oxidu uhličitého. První reakce je exotermní:

2 NH₃ + CO₂ → H₂NCOO⁻ NH +
4

Druhá je endotermní:

H₂NCOO⁻ NH₄⁺ → (NH₂)₂CO + H₂O

Obě reakce dohromady jsou exotermní.

Použití

Složka hnojiv a krmiv poskytující relativně levný zdroj pevně vázaného dusíku pro podporu růstu.
Omezení oxidů dusíku ve výfukových plynech vznětových motorů (vodný roztok) - přísada AdBlue.
Surovina pro výrobu plastických hmot, zejména močovino-formaldehydových pryskyřic.
Surovina pro výrobu lepidel močovino-formaldehydových a močovino-melamin-formaldehydových.
Alternativa kamenné soli při rozmrazování silnic a přistávacích ploch, kdy močovina nezpůsobuje korozi v takovém rozsahu jako sůl. Jako zimní posyp (např. na chodníky – vyhláška 39/1997 MHMP) je akceptována Odborem ochrany prostředí MHMP nebo Agenturou pro ochranu přírody. Za nevýhodu je považováno přílišné bujení plevelné zeleně.
Přísada cigaret obohacující chuť.
Přísada v některých vlasových kondicionérech, koupelových olejích a pleťových vodách.
Složka mnoha bělicích zubních past.
Složka hasicích náplní.
V uhelných elektrárnách a dieselových motorech pro redukci emisí NO_x (u dieselových motorů v kapalině AdBlue).
V laboratořích pro reverzibilní denaturaci proteinů, jako tzv. chaotropní činidlo, které efektivně ruší nekovalentní interakce v molekule proteinu.
V medicíně pro podporu rehydratace kůže v dermatologických produktech, při klinické diagnostice funkce ledvin či radioizotopem označené močovině použité při detekci bakterie H. pylori v žaludku či dvanáctníku.
V textilním průmyslu je často používána při barvení a potisku.
Lze použít jako alternativní zdroj paliva přeměnou na vodík a další látky.

Účinky na zdraví

Z požité močoviny se vstřebává jen malá část, při experimentálním výplachu střev roztokem močoviny se vstřebalo pouze 5 %. Po požití 15 g močoviny (cca 250 mg/kg) se u zdravých mužů během 15–60 minut zvýšila hladina v krvi ze cca 30 mg/100 ml na cca 42 mg/100 ml. Po 3 hodinách se hladina vrátila na původní úroveň. U osob s narušenou funkcí ledvin narostla hladina z 50 mg/100 ml na 75 mg/100 ml, návrat na původní úroveň trval více než 4 hodiny.^[2]

Hladiny močoviny v krvi do 96 mg/100 ml nevyvolávají žádné toxické účinky. Při hladinách cca 150 mg/100 ml se objevuje nechutenství, nausea a zvracení. Po 24hodinovém zvýšení hladiny na 128–257 mg/100 ml byla zaznamenána dlouhodobě snížená srážlivost krve. U pacientů se selháním ledvin, kteří měli v krvi 300–600 mg/100 ml močoviny byly hlášeny nevolnosti, zvracení, slabost, letargie a krvácení; hladiny do 300 mg/100 ml byly pacienty dobře tolerovány.^[2]

Roztoky močoviny jsou dráždivé pro narušenou kůži. 7,5% roztok vyvolává po 3 dnech působení mírné podráždění, 30% roztok výrazné podráždění. Neporušená kůže není drážděna 30% roztokem močoviny.^[2]

Účinky na životní prostředí

Bylo objeveno, že močovina může způsobovat kvetení vody a močovina unikající z hnojiv může hrát roli při nárůstu znečištění vody jedy uvolněnými z přemnožených řas vodního květu.

Související články

Reference

↑ Voet D., Voet JG, Pratt CW, "Fundamentals of biochemistry, life at molecular level" 2nd edition, 2006 John Wiley and Sons (Asia) Pte Ltd, ISBN 0-471-74268-6
↑ ^a ^b ^c UREA - Institute of Toxicology, National Food Agency of Denmark

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu močovina na Wikimedia Commons
Slovníkové heslo močovina ve Wikislovníku

[1] Voet D., Voet JG, Pratt CW, "Fundamentals of biochemistry, life at molecular level" 2nd edition, 2006 John Wiley and Sons (Asia) Pte Ltd, ISBN 0-471-74268-6

[inchem-2] UREA - Institute of Toxicology, National Food Agency of Denmark

[1]

[2]