Amidy to związki chemiczne będące pochodnymi amin oraz kwasów karboksylowych, jak również tlenowych kwasów mineralnych. W przypadku tych pierwszych wzór grupowy amidu można uzyskać zastępując grupę -OH w grupie karboksylowej kwasu ugrupowaniem atomów -NH₂. Na przykład amidem pochodzącym od kwasu octowego jest acetamid o wzorze CH₃CONH₂, który jest przykładem amidu pierwszorzędowego (atom azotu w jego cząsteczce łączy się z jednym atomem węgla – tym z ugrupowania karbonylowego).

Przedstawicielem drugiej z wymienionych grup związków chemicznych jest mocznik – amid kwasu węglowego. Cząsteczkę tej substancji można przedstawić wzorem sumarycznym jako CO(NH₂)₂ lub w postaci wzoru półstrukturalnego (grupowego):

Związek ten z uwagi na dużą zawartość azotu jest powszechnie wykorzystywany w rolnictwie jako nawóz sztuczny. W artykule tym skupimy się jednak na innym zastosowaniu mocznika – wspomagającym ekologię i kryjącym się pod nazwą AdBlue…

Nowoczesne silniki Diesla wyposażone są w układy katalityczne, których celem jest redukcja powstających w komorze spalania tlenków azotu. Skąd biorą się tego typu związki chemiczne? Gdy powietrze wraz z olejem napędowym zostaje wprowadzone do cylindra, w warunkach jakie panują w takim reaktorze następuje spalanie nie tylko węglowodorów, ale i zawartego w powietrzu azotu. Na przykład tlenek azotu(II) powstaje w wyniku takiej przemiany:

N₂ + O₂ ⇄ 2NO

Z lekcji w szkole wiesz, że produkt tej reakcji chemicznej łatwo utlenia się do brunatnego, toksycznego tlenku azotu(IV):

2NO + O₂ → 2NO₂

Zadaniem AdBlue jest przede wszystkim niedopuszczenie do powstania NO₂ poprzez procesy redukcji tlenków azotu, w tym wspomnianego NO. Produktem ostatecznym takich przemian powinna być substancja nieszkodliwa dla środowiska – azot w postaci cząsteczek, czyli N₂. Zacznijmy jednak od tego, że AdBlue nie jest czystym mocznikiem, lecz jego wodnym roztworem o stężeniu 32,5% masowych. Preparat ten w wysokiej temperaturze ulega rozkładowi:

CO(NH₂)₂ + H₂O → 2NH₃ + CO₂

Powstały amoniak reaguje następnie w obecności katalizatora z tlenkiem azotu(II), co prowadzi do powstania azotu:

4NH₃ + 6NO ⇄ 5N₂ + 6H₂O

Ostatnia z wymienionych reakcji chemicznych jest przykładem synproporcjonacji – procesu, podczas którego następuje zmiana stopni utlenienia atomów azotu o skrajnych wartościach (-III w amoniaku oraz +II w tlenku NO) na tę samą wartość (zero), będącą wartością pośrednią między nimi.

Pomimo, że amidy od roku 2025 nie są wpisane w wymagania egzaminacyjne, to jednak mogą pojawić się jaki produkty reakcji chemicznych kwasów karboksylowych. Ponadto pamiętaj, że nawet jeśli dane zagadnienie nie obowiązuje do matury z chemii, to jednak zadanie z nim związane może pojawić się zawsze, poprzedzone odpowiednią informacją wstępną do zadania…

Co może pojawić się na maturze związanego z mocznikiem? W zasadzie każda ze wspomnianych wyżej reakcji chemicznych, a w szczególności procesy równowagowe…