Harnstoff

Harnstoff gehört zu den Carbonsäureamiden und stellt das Diamid der Kohlensäure dar. Die kompakten Moleküle der Verbindung bestehen aus einem einzigen Kohlenstoffatom, welches über eine Doppelbindung zu einem Sauerstoffatom sowie zwei Aminogruppen verfügt. Dieser Aufbau des Stoffes kommt in der alternativen Bezeichnung Diaminomethanon zum Ausdruck.

Zwischen Wasserstoffatomen der Aminogruppe und dem Sauerstoffatom bestehen enge Wasserstoffbrückenbindungen, während die Bindungen zwischen den Stickstoffatomen und dem Kohlenstoffzentrum beinahe den Charakter einer Doppelbindung haben. In der Folge sind die intramolekularen Anziehungskräfte stark, sodass die Kristalle erst bei hoher Temperatur schmelzen.

Harnstoff ist ein farbloser bis gelblich-brauner Feststoff, der in kristalliner Form vorliegt. Die Verbindung besitzt nur einen sehr schwachen, an Ammoniak erinnernden Geruch. Der Stoff ist in Wasser und polaren organischen Lösungsmitteln wie Glycerin, Ethanol und Methanol sehr gut löslich. In Chloroform, Diethylether und Benzen ist Harnstoff dagegen praktisch unlöslich.

In wässriger Lösung besitzt der Stoff einen pH-Wert von 9. Dabei bildet er beim Erhitzen zusammen mit Säuren Ammoniumsalze sowie Kohlenstoffdioxid. Beim Erhitzen zusammen mit Basen entstehen Ammoniak und Carbonate. Harnstoff zersetzt sich, wenn er bei 133 °C seinen Schmelzpunkt erreicht. Dabei können gesundheitsschädliche Mengen von Stickoxiden freigesetzt werden.

Harnstoff stellt bei trockener und luftdichter Lagerung einen chemisch sehr stabilen Stoff dar, der allerdings mit einer Vielzahl von Verbindungen wie Fluor, Wasserstoffperoxid, Alkalien, Alkalichromaten, Alkalinitraten, Alkalichloriten, Perchloraten und starken Oxidationsmitteln gefährliche Reaktionen eingehen kann. Bei Kontakt mit verschiedenen Nitraten, Nitriten und bestimmten chlorhaltigen Verbindungen besteht Explosionsgefahr. Der Stoff ist in Gefäßen aus Edelstahl und Glas zu lagern.

In reiner Form ist Harnstoff nicht brennbar. Es besteht jedoch die Gefahr einer Staubexplosion, wenn feine Partikel der Verbindung in großer Zahl aufgewirbelt werden und das entstehende Staub-Luft-Gemisch Kontakt mit einer Zündquelle hat. Beim Umgang mit offenen Gebinden des Stoffes ist daher auf einen ausreichenden Abstand zu offenen Flammen, Funken, elektrischen Entladungen und stark erhitzten Oberflächen zu achten.

Harnstoff ist toxikologisch weitgehend unbedenklich und stellt nach der GHS-Einstufung keine gefährliche Verbindung dar. Bei der Verarbeitung des Stoffes kann es jedoch durch einen Kontakt mit der Haut oder dem Auge zu Reizungen und Rötungen kommen. Eine wiederholte Einwirkung der Verbindung kann zur Ausbildung einer Dermatitis führen. Betroffene Körperstellen sollten daher gründlich mit Wasser und Seife gereinigt werden. Das Auge ist nach einem Kontakt gründlich mit Wasser zu spülen. Eine augenärztliche Behandlung wird empfohlen.

Das Einatmen von Stäuben des Stoffes kann Reizungen der Atemwege auslösen. Harnstoff ist ein körpereigenes Stoffwechselprodukt und kann bei einer Resorption geringer Mengen problemlos vom Körper abgebaut werden. Bei einem Verschlucken größerer Mengen des Stoffes ist jedoch eine ärztliche Untersuchung zu veranlassen.

Aufgrund möglicher Schäden an Wasserorganismen gilt Harnstoff als schwach wassergefährdender Stoff, der nicht in das Erdreich, in Gewässer oder in das Abwasser gelangen sollte. In der Umwelt trägt die Verbindung zum Wachstum giftiger Algen bei. Über ein Entweichen größerer Mengen des Stoffes sind die örtlichen Behörden zu verständigen. Harnstoff ist keinen besonderen Transportvorschriften unterstellt.