Harnstoff

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Harnstoff oder Carbamid ist eine organische Verbindung mit der chemischen Formel CO(NH₂)₂, die aus einer funktionellen Carbonylgruppe besteht, die zwei Amingruppen verbindet. Die Kapazität zur Harnstoffproduktion liegt weltweit bei etwa 220 Millionen Tonnen pro Jahr; Es liegt auf der Hand, dass Harnstoff nach Ammoniak den höchsten Stickstoffgehalt aller Industriechemikalien aufweist, sodass ein großes Potenzial für seine Anwendung in verschiedenen Bereichen besteht.

• Mehr als 90 % der Harnstoffproduktion sind für die Landwirtschaft bestimmt. Als Düngemittel ist Harnstoff aus verschiedenen Gründen sehr gefragt; Erstens wandelt es sich im Boden wieder in Ammoniak und Kohlendioxid um; Ammonium wird durch stickstofffixierende Bakterien oxidiert und führt zur Produktion von Nitrat – einem Metaboliten, der leicht von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen wird. Zusätzlich zu seinem hohen Stickstoffgehalt bietet Harnstoff die Möglichkeit, als Feststoff in Pelletform verwendet zu werden; Darüber hinaus ermöglicht die hervorragende Wasserlöslichkeit von Harnstoff die Einarbeitung in Lösungen mit anderen Pflanzennährstoffen.
• Harnstoff wird auch in Tierfutter als kostengünstige Stickstoffquelle verwendet; Einige Tiere wie Rinder können es in Protein umwandeln, ein häufig vorkommendes Biomakromolekül in ihrem Körper.
• Harnstoff-Formaldehyd-Harze und Harnstoff-Melamin-Formaldehyd sind zwei Hauptklassen von Materialien, die auf der Basis von Harnstoff hergestellt werden und in Schiffssperrholz Anwendung finden.
• In Automobilsystemen wird Harnstoff in Reaktionen der selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR) und der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) verwendet, um die NOx-Schadstoffe in Abgasen aus der Verbrennung von Diesel-, Dual-Fuel- und mager verbrennenden Erdgasmotoren zu reduzieren. Das BlueTec-System beispielsweise injiziert eine wasserbasierte Harnstofflösung in den Abgasstrang. Das bei der Hydrolyse des Harnstoffs entstehende Ammoniak reagiert mit den Stickoxidemissionen und wird im Katalysator in Stickstoff und Wasser umgewandelt. Lkw und Pkw, die diese Katalysatoren verwenden, müssen einen Vorrat an Dieselabgasflüssigkeit, einer Harnstofflösung in Wasser, mit sich führen.
• In Forschungsprojekten fungiert Harnstoff als leistungsstarkes Denaturierungsmittel für Proteine, als Wasserstoffquelle in Brennstoffzellen und als Mittel, um Gewebe für eine tiefere Bildgebung in der konfokalen Mikroskopie transparent zu machen.
• Harnstoffnitrat ist ein hochexplosives Produkt, das industriell aus Harnstoff für den Einsatz in improvisierten Sprengkörpern hergestellt wird.
• Dermatologische Cremes enthalten in der Regel 40 % Harnstoff zur Befeuchtung der Haut und sind bei Schuppenflechte, Xerose, Ekzemen, Onychomykose, Keratodermie, Hühneraugen und Hornhaut indiziert.
• Harnstoff 40 % (als Carbamidperoxid) ist ein nützliches Arzneimittel zur Entfernung von beschädigtem Nagelgewebe und zusätzlichem Ohrenschmalz.
• Als Diuretikum wird Harnstoff zur Behandlung von Patienten mit euvolämischer Hyponatriämie verschrieben.
• Harnstoff ist ein Hilfsstoff für die Beschichtungsformulierung in medikamentenbeschichteten Ballons (DCB), der in stenotischen Blutgefäßen verwendet wird, um die lokale Arzneimittelabgabe zu erhöhen. Bei niedrigen Dosen bildet Harnstoff Kristalle, die den Arzneimitteltransfer zu vaskulären Endothelzellen ohne nachteilige toxische Wirkungen fördern.
• Harnstoff ist ein Enteisungsmittel auf Stickstoffbasis, das häufig in Bereichen eingesetzt wird, in denen Chloridsalze überhaupt nicht vertragen werden, beispielsweise auf erhöhten Gehwegen, Eisenbahnen und auf Flughäfen. Denn Steinsalz-Enteisungsmittel verursachen in der Regel korrosive Schäden an der Verkehrsinfrastruktur wie Stahl- oder Spannbetonkonstruktionen und Stahlbrücken. Harnstoff scheint ein guter Ersatz zu sein, da er nicht korrodierend, haustierfreundlich und pflanzensicher ist.
• Es handelt sich um einen wirksamen Inhaltsstoff, der bei der Formulierung von Shampoos, Feuchtigkeitsmitteln, Haarspülungen, aufhellenden Zahnpasten, Spülmitteln, Flammschutzmitteln und Trübungsmitteln verwendet wird.
• Instant-Kühlakkus sind Plastiktüten, die in unterschiedlichen Abschnitten Harnstoff und Wasser enthalten. Harnstoff hat in Wasser eine stark negative Lösungswärme, sodass nach dem Aufbrechen der Versiegelung zwischen ihnen die Vermischung zu einer kurzfristigen Abkühlung führt, die Gelenk- und Muskelschmerzen lindern kann.