Harnstoff

Strukturformel
Harnstoff.png
Allgemeines
Name	Harnstoff
Andere Namen	Kohlensäurediamid, Carbamid, Carbonyldiamid, Diamid der Kohlensäure, Urea Pura (lat.)
Summenformel	C H₄N₂O
CAS-Nummer	57-13-6
Kurzbeschreibung	weiße Kristalle
Eigenschaften
Molmasse	60,06 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,335 g/cm³
Schmelzpunkt	132,7 °C
Siedepunkt	(Zersetzung unterhalb des Siedepunktes)
Thermische Zersetzung	>132 °C
Dampfdruck	<0.1 hPa (20 °C)
Löslichkeit (20 °C)	Wasser ~1000 g/l; Ethanol 50 g/l; fast unlöslich in Ether und Chloroform
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbole

keine

R- und S-Sätze R: keine
S: S22 (Staub nicht einatmen)
S24/25 (Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden) MAK nicht festgelegt Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Harnstoff (Kohlensäurediamid, lat. Urea Pura) - nicht zu verwechseln mit Harnsäure - ist eine organische Verbindung, die von vielen Landtieren als ein Endprodukt des Stoffwechsels von Stickstoffverbindungen (z.B. Aminosäuren) im sogenannten Harnstoffzyklus produziert und anschließend im Urin ausgeschieden wird. Reiner Harnstoff ist ein weißer, kristalliner, geruchloser, ungiftiger und hygienisch unbedenklicher Feststoff.

Entdeckung

Harnstoff war die erste synthetisch hergestellte organische Verbindung. Sie wurde 1773 von Hilaire Rouelle als Substanz entdeckt und 1828 von Friedrich Wöhler erstmalig durch Reaktion von Kaliumcyanat und Ammoniumsulfat künstlich synthetisiert. Dies widerlegte die damals verbreitete Vorstellung, dass organische Substanzen grundsätzlich nur von Lebewesen durch die so genannte "vis vitalis" (Lebenskraft) hergestellt werden könnten, und ebnete den Weg für die organische Chemie.

Anwendungen

Harnstoff wird aufgrund seiner hohen Wasserbindungsfähigkeit häufig als Feuchtigkeitsfaktor in Kosmetika eingesetzt. In der Pharmazie kennt man Harnstoff als Keratolytikum. Diese Eigenschaft macht man sich in verschiedenen Rezepturen zu nutze. Beispielsweise wirkt es hoch konzentriert (40%) in Pasten zusammen mit einem Antimykotikum (Anti-Pilz-Mittel) gegen Nagelpilz (Onychomykose), wobei der Harnstoff den Nagel so weich macht, dass man die infizierte Nagelsubstanz Stück für Stück abtragen kann. Weiter dient es als Feuchtigkeitsspender in Salben zur Bekämpfung von atopischen Ekzemen und Lichenerkrankungen.

Eigenschaften

Harnstoff zerfällt beim Schmelzen unter Abspaltung von Ammoniak – NH₃ – zu Biuret. Es ist schwach wassergefährdend und hat daher die Wassergefährdungsklasse 1. Harnstoff bildet farb- und geruchlose Kristalle.

Industrielle Herstellung

Harnstoff wird in großen Mengen industriell hergestellt (2004: 127 Mio t weltweit) und dient z.B. als Stickstoffdünger oder als NO_x-Reduktionsmittel beim SNCR-Verfahren. In Ländern mit großen Erdgasvorkommen, die früher oft einfach abgefackelt wurden, wird Erdgas heute in Harnstoff umgewandelt. Dazu dienen große Chemieanlagen, die aus Erdgas, Luft und Wasser in den Prozessschritten Wasserstoffherstellung -> Ammoniakherstellung -> Harnstoffsynthese Harnstoff herstellen. Dabei wird das bei der Wasserstoffherstellung anfallende CO₂ in den Harnstoff eingebunden, es wird nicht in die Atmosphäre freigesetzt. Der in Lösung anfallende Harnstoff wird schließlich durch einen Granulierungsprozess in Granulat umgewandelt,dieses wird in Säcken oder auch lose vertrieben. Die größten Anlagen der Welt produzieren ca. 4.000 t Harnstoff am Tag.

Eine industrielle Weiterverwendung von Harnstoff ist die Herstellung von Melamin (welches z.B. mit Formaldehyd zu Kunstharzen verarbeitet wird) und Harnstoff-Formaldehyd-Harzen (Harnstoffharz, sogenannte UF-Harze), die z.B. zur Produktion von Spanplatten eingesetzt werden.

Siehe auch

Weblinks

Chemische Verbindung | Dünger