Harnstoffnitrat (chemische Struktur H2N–CO–NH2·HNO3) ist das haut- und schleimhautreizende, explosive Harnstoffsalz der Salpetersäure.
Gewinnung und Darstellung Harnstoffnitrat kann durch vorsichtiges Eintragen einer gesättigten Harnstofflösung in Salpetersäure und anschließendes Abfiltrieren der ausfallenden Kristalle dargestellt werden. Da die Reaktion besonders bei hoher Säurekonzentration stark exotherm verlaufen kann, sollte man bei der Synthese von Harnstoffnitrat immer auf eine ausreichende Kühlung des Reaktionsgemisches achten.
Eigenschaften Physikalische Eigenschaften Harnstoffnitrat bildet farblose Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 152 °C, die zu explosivem Zerfall neigen.
+ Tabelle mit wichtigen explosionsrelevanten Eigenschaften:Bildungsenergie −4454,8 kJ/kgJosef Köhler, Rudolf Meyer, Axel Homburg: Explosivstoffe. 10. Auflage, Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 155. doi:10.1002/9783527623402.ch8Bildungsenthalpie −4575,7 kJ/kgSauerstoffbilanz −6,5 %Stickstoffgehalt 34,14 %Normalgasvolumen 910 l/kgExplosionswärme 3213 kJ/kg (H2O (l))2458 kJ/kg (H2O (g))Spezifische Energie 755 kJ/kg (77,0 mt/kg)Bleiblockausbauchung 270 cm3/10 gVerpuffungspunkt 186 °CStahlhülsentest keine Reaktion bei 1 mm DurchmesserSchlagempfindlichkeit keine Reaktion bis 50 Nm SchlagenergieReibempfindlichkeit keine Reaktion bis 353 N Stiftbelastung
Chemische Eigenschaften Da Harnstoffnitrat das Salz einer schwachen Base und einer starken Säure ist, reagiert es in wässriger Lösung sauer. Es ist in heißem Wasser gut löslich.
Gemische mit Magnesiumpulver können spontan unter starker Wärme- und Gasentwicklung (u. a. NOx) reagieren. Ähnliche gefährliche Reaktionen sind auch von Mischungen mit anderen unedlen Metallen sowie weiteren Reduktionsmitteln zu erwarten.
Harnstoffnitrat neigt zur explosiven Zersetzung besonders in Anwesenheit von Katalysatoren, wie Schwermetallionen, aber auch durch Reibung oder Wärme. Mittels DSC wurde ab 145 °C eine stark exotherme Zersetzungsreaktion mit einer Zersetzungswärme von −350 kJ·mol−1 bzw. −2840 kJ·kg−1 gemessen.T. Grewer: Thermal Hazards of Chemical Reactions, Industrial Safety Series Vol. 4, Elsevier Amsterdam, 1994, ISBN 0-444-89722-4, S. 388.
Verwendung Harnstoffnitrat wird in bis zu fünfprozentiger wässriger Lösung aufgrund der in der Lösung freiwerdenden Salpetersäure als Metallreinigungs- oder Beizmittel verwendet. Aufgrund der enthaltenen Salpetersäure eignet sich Harnstoffnitrat als Reaktant für Sprengstoffe. Im Nahen Osten wird es vermehrt von Attentätern direkt als Sprengstoff genutzt; es entwickelt nämlich, wenn es initial gezündet wird, 70 Prozent der Sprengkraft von TNT, ist allerdings beträchtlich billiger und leichter herzustellen. Aufgrund seiner Wasserlöslichkeit und vor allem wegen seiner korrosiven Wirkung und seiner thermischen Instabilität (Zersetzung schon ab 152 °C) ist es jedoch als militärischer Sprengstoff ungeeignet und findet neben seinem unprofessionellen Einsatz bei Anschlägen nur wenig Verwendung.
Rechtliches Harnstoffnitrat ist trocken oder mit weniger als 20 % Massenanteil Wasser ein Explosivstoff im Sinne von Artikel 1 Abs. 2 und 3 der Richtlinie 93/15/EWG und des deutschen Sprengstoffgesetzes.Gesetz über explosionsgefährliche Stoffe (Sprengstoffgesetz – SprengG), Anlage III Explosivstoffliste nach § 3 Abs. 1 Nr. 1, . In der aktuellen Fassung des Sprengstoffgesetzes ist Harnstoffnitrat jedoch nicht mehr aufgeführt.
Literatur Roland Ionas Bialke: Das Lehrbuch der Sprengmeister. Gesammeltes Wissen über Sprengstoffe aus der klandestinen Hobby-Sprengmeisterzene, Books on Demand GmbH, Norderstedt 2008, ISBN 978-3-8370-4729-5.
Weblinks
Sprengstoffproduktion im Nahen Osten
Gesetz über explosionsgefährliche Stoffe
Einzelnachweise
Kategorie:Nitrat Kategorie:Sprengstoff Kategorie:Harnstoff