Тиомочевина

Тиомочевина (тиокарбамид) – это твердое белое вещество, сформированное кристаллическими компонентами ромбической сингонии. По сути, является диамидом тиоугольной к-ты. Вкус имеет горький. При стремительном нагреве, достигая температуры 180-182 °C, плавится, а нагреваясь постепенно и неспешно, разлагается. В таких средах, как вода, метиловый спирт и пиридин, растворению поддается в средней степени, в 50 % H2O р-воре пиридина растворяется хорошо, в этоксиэтане – плохо. В бензоле и четыреххлористом углероде не растворимо.

Молярная масса – 76,12 г/моль, плотность – 1,405 г/см3 (при 20 °C). Термосвойства: t плавления – 176 °C, t разложения – 200 °C. Формула: CH4N2S.

Реагирование

Тиомочевина вступает в реакции с большим перечнем реактивов, в результате чего образуются новые соединения. В сочетании с минеральными кислотами она приводит к формированию солей, с солями некоторых металлов, к примеру, цинка, никеля, кобальта и др. – соединений-комплексов, с рядом спиртов (фенилкарбинолом, альфафуранкарбинолом) при наличии хлористоводородной кислоты – S-алкилпроизводных. Если обеспечить ее взаимодействие с оксиранами, сформируются тиираны, с нитритами металлов при участии кислот – родановодородная к-та или формамидин дисульфид (зависимо от уровня pH), с хлористым ацетилом – S-ацетилизотиомочевина. И это далеко не все возможные реакции. На тиокарбамид можно воздействовать также следующими материалами:

– дихлордисульфаном в метилтрихлориде (в результате появляется дигидрохлорид формамидинтрисульфида);

– оксидом ртути в H2O или эфире (формируется цианамид);

– пероксидом водорода при условии нейтральности среды (на выходе образуется формамидинсульфоновая к-та);

– альдегидами или кетонами (появляются гидроксиалкилмочевины, которые в случае отсоединения от них воды становятся N-тиокарбамоилиминами).

Заслуживают внимания и реакции, происходящие при нагреве данного вещества. Если длительно поддерживать температуру 130 °C, то происходит трансформация в тиоцианит аммония. Достижение 200 °C приводит к формированию ряда продуктов, среди которых: цианамид, дисульфид углерода, нитрид водорода и др. Совместный нагрев со щелочами – основа для гидролиза до аммиака, дигидросульфида и углекислоты, а умеренный вместе с ангидридом уксусной кислоты – для появления N-ацетилтиомочевины.

Также для рассматриваемого вещества характерна реакция S-арилирования (происходит, если задействовать активированные арилгалогениды/соли арилдиазония).

Получение

Для образования тиомочевины, как правило, берут тиоциановокислый аммоний и превращают его в изомер при t 170 °С. Но это не единственно возможный способ синтеза данного соединения. Также получить его можно, по классике жанра, синтезируя цианат аммония по методу Велера. И еще один вариант: в ходе синтеза нитрида водорода и углерода (IV) сульфида. 98 % тиокарбамид при t 130 °С, которая воздействует на него продолжительное время, становится опять роданидом аммония.

Применение

Данный продукт востребован в различных отраслях. Давайте рассмотрим основные из них.

В горнодобывающем направлении, пожалуй, в наибольшей степени, ценны хим. свойства тиокарбамида. Здесь он выполняет роль флотационного средства для различных металлов. Это также отличный реагент, который приходит на помощь в поисках Bi, Re, Os и Ru. С его помощью производят синтетические смолы и рассоединяют парафины.

Особая значимость отмечается в функционировании добывающих золото комбинатов, где с помощью рассматриваемого продукта производят восстановление Au и Ag. Как именно? Содержащие золото и серебро смолы десорбируют. Тиомечевина способна осадить золото при реализации некоторых реакций: цементации (благородный металл вытесняют при помощи Pb, Al или Zn), осаждении щелочью и электролизе с анодами, не поддающимися растворению. Самым инновационным является последний процесс. Когда совокупность многих компонентов проходит сквозь регенерат постоянного тока, происходит восстановление на катоде золота и серебра.

Тиокарбамид задействуют в электролитическом блестящем золочении (является составляющей одного из самых популярных электролитов для гальванозолочения). Кроме того, он задействуем в хим. лужении медных изделий и деталей из сплавов на основе данного металла. С его участием, а также с задействованием нитрата свинца и каустического поташа, на PbS наносят полупроводниковую пленку при t 45-60 °C. Рабочий раствор в данном процессе характеризуется разовостью применения. Работу могут затруднить такие факторы, как высокая t и точные размерные параметры моделей.

Не переоценить значение тиомочевины и для сельского хозяйства. Это ценнейшее удобрение неорганической этимологии и эффективный фунгицид (средство для борьбы с грибками растений). Без него часто не обходятся, если почва сильно заражена нематодой картофельной (внесение в почвенные пласты производят при перекопке). Если необходимо антисептировать посадочный материал, в тиомочевинном растворе, приготовленном в пропорции 5 г/л следует замочить клубни на ¾ суток. Даже если клубни больны, благодаря тиокарбамиду, они станут здоровыми. К слову, производные этого вещества могут применяться дополнительно как гербициды, зооциды и инсектициды.

Также водные растворы данного реактива с концентрацией 500 миллиграммов на килограмм способны минимизировать или тормозить потемнения и микробиальную порчу плодов (действуют больше на плесень, меньше на бактерии). Но, обратите внимание, что применение данного материала в пищепроме, а следовательно и введение его в любые продукты питания, запрещено. Этот консервант является сильнейшим канцерогеном, осуществляет большое токсическое воздействие на человеческий организм и блокирует работу щитовидки. Хотя в свое время его использовали для предотвращения преждевременной порчи цитрусовых.

Где еще применяем данный химикат? В текстильном производстве, металлургической индустрии, электронной промышленности, фармацевтической отрасли, медицине и др. Без него не обходится органический синтез (создание алифатических тиолов и гетероциклов). Из него производят лекарства, в частности сульфидин. Он выступает хорошим ингибитором кислотных коррозионных проявлений на сталях.