UREA

UREA

. Si dà questo nome alla diammide dell'acido carbonico (carbammide) corrispondente alla formula CO(NH₂)². Fu scoperta nell'urina nel 1773 da G.-F. Rouelle e fu caratterizzata meglio più tardi da A.-F. de Fourcroy e L.-N. Vauquelin. J.-L. Prout nel 1818 ne stabilì la composizione. L'urea che si ritrova nell'urina dei mammiferi è il prodotto finale del ricambio azotato nell'organismo. L'urina umana ne contiene circa il 2%. Un uomo normale elimina nelle 24 ore circa 30 grammi d'urea. Anche altri liquidi animali contengono urea, ma sempre in piccola quantità, per es. il sangue, il latte, il liquido del cristallino, ecc.: è stata ritrovata urea in piccola quantità anche in molte piante. Dall'urina si può ricavare, dopo evaporazione, approfittando del fatto che il nitrato d'urea è poco solubile nell'acqua: il nitrato d'urea si decompone infine con carbonato di bario e dalla massa si estrae l'urea con alcool.

L'urea fu preparata artificialmente per la prima volta da F. Wöhler nel 1828, facendo evaporare una soluzione di cianato di potassio con solfato ammonico: in queste condizioni il cianato d'ammonio per trasposizione molecolare si converte in urea

È stato in seguito dimostrato che questa reazione non è completa ma raggiunge uno stato di equilibrio, col 98% di urea. Questa reazione, se ha poca importanza pratica, ha invece grande importanza storica, perché ci rappresenta il primo esempio di sintesi di un composto organico identico a una sostanza prodotta dalla vita animale: questa sintesi fu il primo colpo inferto all'edificio della teoria della forza vitale. Secondo questa teoria, si pensava che le sostanze prodotte dagli animali o dalle piante potessero formarsi soltanto per opera di quella misteriosa forza che era chiamata forza vitale: la sintesi dell'urea e in seguito la sintesi di numerose altre sostanze organiche naturali dimostrarono infondato questo concetto, che era comodo per giustificare l'insuccesso dei tentativi fatti prima del Wöhler per preparare artificialmente le sostanze organiche naturali.

La formazione dell'urea per azione dell'ammoniaca sul fosgene

è la reazione più adatta per dimostrare la formula di costituzione dell'urea. L'urea si forma anche a'partire da anidride carbonica e ammoniaca. Probabilmente è questa la reazione per cui si forma urea nell'organismo animale. Da CO₂ e NH₃ si forma prima carbonato e carbammato di ammonio

Riscaldando questi sali sotto pressione, si ha eliminazione di acqua e si forma urea.

L'urea si forma infine per saponificazione del gruppo −CN della cianammide per riscaldamento con acido solforico diluito.

Oggi che la cianammide, sotto forma di calcio-cianammide, è una sostanza che si può avere facilmente come prodotto della fissazione dell'azoto atmosferico, questo metodo è il più conveniente per preparare l'urea in grande quantità: basta trattare la calcio-cianammide con acid0 solforico diluito e separare il solfato di calcio che si forma nella reazione: si ottiene una soluzione acquosa di urea.

L'urea è una sostanza solida bianca cristallizzata in lunghi prismi: si scioglie facilmente nell'acqua e nell'alcool: è insolubile nell'etere. L'urea può combinarsi con gli acidi per formare sali: fra questi sono da citare il nitrato e l'ossalato d'urea poco solubili nell'acqua.

L'urea forma anche prodotti di addizione cristallizzati con molti sali inorganici, per es., il composto CaBr₂•4CO (NH₂)² che viene usato in medicina (Ureabromina). Con l'acqua ossigenata l'urea forma un prodotto di addizione cristallizzato stabile fino a 80° che viene usato in medicina invece dell'acqua ossigenata liquida.

L'urea serve inoltre per la preparazione di molti altri prodotti farmaceutici (Veronal, Adalina, ecc.) ed ha anche diverse applicazioni industriali. Viene aggiunta per es., come stabilizzante alle polveri senza fumo. Da sola o mescolata con nitrati o con perfosfati viene usata come concime in agricoltura. L'urea può reagire con le aldeidi (per esempio, acroleina, furfurolo, ecc.) per dare prodotti di condensazione; speciale importanza hanno i prodotti che si formano da urea e formaldeide; per riscaldamento o con speciali catalizzatori questi si convertono in resine artificiali insolubili, dure e trasparenti come il vetro (Pollopas; v. plastiche, masse). Riscaldando l'urea nel vuoto, sublima inalterata; se si riscalda invece a pressione ordinaria, fonde a circa 132° perdendo ammoniaca, che si svolge in bollicine gassose: continuando il riscaldamento, il liquido limpido si intorbidida e poi si solidifica, perché due molecole di urea perdono una molecola di ammoniaca dando origine a un composto chiamato biurea o biureto, il quale a 130° è solido perché fonde a 193°

La formazione del biureto si riconosce perché la sua soluzione acquosa, addizionata di una soluzione diluita da solfato di rame e potassa, dà una colorazione rosso violacea caratteristica (reazione del biureto). Se si continua a riscaldare l'urea dopo che si era fusa e risolidificata per la formazione di biureto, il biureto reagisce con l'urea che non si era ancora decomposta e, perdendo ammoniaca, si trasforma in acido cianurico

L'acido cianurico a sua volta, per riscaldamento più forte, si depolimerizza dando origine a tre molecole di acido cianico gassoso. In definitiva dunque l'urea si decompone per riscaldamento, dando come prodotti finali di scissione ammoniaca e acido cianico cioè quei composti dai quali col metodo di Wöhler si può preparare.

Come tutte le ammidi, l'urea può essere saponificata (per azione dell'acqua ad alta temperatura, degli acidi o degli alcali diluiti a caldo) e trasformata in carbonato ammonico

Anche un enzima, l'ureasi, può a freddo provocare la stessa reazione. Molti semi di piante contengono ureasi, specialmente, per es., i semi di soia. Anche alcuni microrganismi secernono ureasi: sono quelli che provocano la fermentazione ammoniacale dell'urina. In certi casi di malattia una simile fermentazione può avvenire nella vescica urinaria: l'ammoniaca che si forma può allora far precipitare allo stato di fosfato tricalcico o di fosfato ammonico magnesiaco i fosfati acidi che sono sempre disciolti nell'urina, producendo così la formazione di calcoli vescicali.

L'urea per azione dell'acido nitroso si decompone svolgendo azoto

Questa reazione viene utilizzata in chimica analitica per distruggere ed eliminare l'acido nitroso contenuto in un liquido.

Una decomposizione analoga con svolgimento di azoto si ha quando gl'ipocloriti o gl'ipobromiti reagiscono con l'urea. L'ossigeno ceduto da queste sostanze ossida quantitativamente l'urea

Nelle cliniche, dove spesso interessa vedere se si ha aumento o diminuzione di urea nell'urina in certi casi di malattie, si mette a profitto questa reazione facendola avvenire in apparecchi speciali chiamati ureometri, nei quali si può misurare il volume dell'azoto che si sviluppa per azione di una soluzione di ipobromito sopra una quantità misurata d' urina. Questo metodo di determinazione non è scevro da cause d'errore, ma fornisce numeri praticamente esatti. Per la ricerca e la determinazione di piccole quantità d'urea serve bene la reazione di Fosse, fondata sulla formazione d'un composto di condensazione fra urea e xantidrolo corrispondente alla formula

Questo prodotto di condensazione che si forma è insolubile e cristallizza in forme microcristalline caratteristiche.