Harnstoffnitrat ist eine farblose, kristalline Verbindung aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff mit der chemischen Formel (NH2)2CO.HNO3. Es wird durch die Reaktion von Harnstoff mit Salpetersäure hergestellt: (NH2)2CO + HNO3 -> (NH2)2CO.HNO3. Die Verbindung ist ionisch, wobei der Harnstoff – gebunden an das Wasserstoffatom der Salpetersäure – das Kation bildet und die Nitratgruppe (NO3-) das Anion bildet. Es ist in Wasser löslich, aber viel weniger in Salpetersäure und neigt daher dazu, nach der obigen Reaktion auszukristallisieren. Harnstoffnitrat zersetzt sich explosionsartig, wenn es einem Stoß ausgesetzt wird; seine Empfindlichkeit ist jedoch relativ gering, wodurch es unter normalen Umständen relativ sicher zu handhaben ist, obwohl es bei längerer Erwärmung explodieren kann.
Explosivstoffe erfordern im Allgemeinen einen Brennstoff, bei dem es sich um eine Art oxidierbares Material handelt, und ein Oxidationsmittel, bei dem es sich in diesem Zusammenhang normalerweise um eine sauerstoffliefernde Substanz handelt. Im Fall von Harnstoffnitrat liegen, wie bei den meisten kommerziellen und militärischen Sprengstoffen, Brennstoff und Oxidationsmittel im selben Molekül vor und werden wie die meisten Verbindungen dieses Typs als hochexplosiv eingestuft. Es hat eine Detonationsgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit, mit der die Stoßwelle durch den Sprengstoff wandert, von etwa 11,155 Fuß pro Sekunde (3,400 Meter pro Sekunde), etwa der Hälfte von Trinitrotoluol (TNT). Sprengstoffe können als primär oder sekundär klassifiziert werden, je nachdem, ob sie ohne Zünder explodieren können; Harnstoffnitrat wird als Sekundärsprengstoff eingestuft, da normalerweise eine kleine Sprengladung erforderlich ist, um einen ausreichenden Schock zu erzeugen, um eine Detonation auszulösen.
Harnstoffnitrat explodiert normalerweise nicht, wenn es entzündet wird, sondern brennt leicht an der Luft unter Bildung von Kohlendioxid, Wasser und Stickoxiden. Es kann jedoch bei längerer Erhitzung oder bei Kontakt mit anderen Chemikalien explodieren. Die Verbindung ist weniger wahrscheinlich, wenn sie nass ist, und in Gegenwart von Wasser neigt sie dazu, sich gewaltlos in Harnstoff und Salpetersäure zu zersetzen.
Die explosiven Eigenschaften dieser Verbindung haben zu einigen kommerziellen Anwendungen geführt, aber sie haben Berühmtheit für ihre Verwendung in improvisierten Sprengkörpern (IEDs) erlangt. Harnstoff und Salpetersäure werden beide in großem Maßstab für den Einsatz in der Düngemittelindustrie hergestellt – Harnstoff ist selbst ein weit verbreiteter Dünger – und die Verfügbarkeit dieser Rohstoffe in großen Mengen in Kombination mit der einfachen Harnstoffnitrat-Synthese hat zu diesem explosiven Ergebnis geführt von terroristischen Gruppierungen bevorzugt. Sprengvorrichtungen, die es verwenden, werden manchmal als “Düngerbomben” bezeichnet, aber dieser Begriff wird häufiger auf Bomben auf der Basis von Ammoniumnitrat verwendet, einem anderen häufig verwendeten Düngemittel. Es wird angenommen, dass Harnstoffnitrat der Hauptsprengstoff war, der 1993 beim Autobombenanschlag auf das World Trade Center verwendet wurde.
Ein einfacher Feldtest kann Harnstoffnitrat identifizieren, indem seine Reaktion mit p-Dimethylaminozimtaldehyd (P-DMAC) ausgenutzt wird, um eine stark gefärbte rote Verbindung zu bilden. Harnstoff und andere verwandte Verbindungen erzeugen diese Reaktion nicht, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines falsch positiven Ergebnisses verringert wird. Nach einer Explosion ist es jedoch chemisch schwer zu überprüfen, ob diese Verbindung beteiligt war, da sie dann nur in Spuren vorhanden wäre und die Zersetzungsprodukte denen einiger anderer nitratbasierter Sprengstoffe ähneln.