Transkript Wasserstoff
Guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um das chemische Element Wasserstoff. Wasserstoff hat das chemische Symbol H, sein lateinischer Name lautet Hydrogenium. Der Entdecker des Wasserstoffs ist englische Chemiker Henry Cavendish (1766). Seinen Namen erhielt der Wasserstoff vom französischen Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier.
Wasserstoff zeigt einige interessante physikalische Eigenschaften: Wasserstoff ist ein Gas, farblos, geruchlos und in Wasser nur wenig löslich. Von allen bekannten Stoffen ist Wasserstoff der leichteste, seine Dichte beträgt bei Raumtemperatur nur etwa 0,09 g/l.
Wasserstoff verfügt über einige besondere chemische Eigenschaften: Wasserstoff steht im Periodensystem der Elemente in der 1. Hauptgruppe, daher verfügt ein Wasserstoffatom nur über ein Außenelektron. Wasserstoff zeigt die Bindigkeit 1 und genauso beträgt die Wertigkeit 1. Die Hauptoxidationszahl ist +1, seltener trifft man -1 an. Das chemische Element Wasserstoff bildet ein Molekül, nämlich jeweils aus 2 Wasserstoffatomen, die über ein einziges Elektron verfügen, diese vereinigen und es bildet sich das Wasserstoffmolekül, wobei beide Elektronen die chemische Bindung bilden.
Es gibt eine wichtige Reaktion des Wasserstoffs zu nennen: Wasserstoff ist brennbar. Mit Sauerstoff kommt es zur Knallgasreaktion, gemäß Wasserstoff + Sauerstoff reagieren zu Wasser. Die Formelgleichung lautet: 2H2 + O2 -> 2H2O. Mit Chlor kommt es zur Chlorknallgasreaktion, gemäß Chlor + Wasserstoff reagieren zu Chlorwasserstoff. Die Formelgleichung lautet: Cl2 + H2 -> 2HCL. Mit dem chemischen Element Fluor reagiert Wasserstoff bereits bei -200 °C explosionsartig. F2 + H2 -> 2HF. HF ist Fluorwasserstoff. Wasserstoff ist in der Lage, Metalloxide zu reduzieren. Kupfer(II)-oxid und Wasserstoff reagieren zu elementarem Kupfer und Wasser. Die Formelgleichung lautet Cu + H2 -> Cu + H2O. Wasserstoff kann organische Verbindungen hydrieren. Es kommt dabei zur Reduktion. Ethanal + Wasserstoff reagieren zu Ethanol. CH3CHO + H2 -> CH3CH2OH.
Wasserstoff kommt auf der Erde und im Weltall in unterschiedlichen Anteilen vor. In der Erdhülle findet man weniger als 1% Wasserstoff, dort ist er hauptsächlich im Wasser enthalten. Wasserstoff ist das häufigste Element des Weltalls mit etwa 75%. Der Saturn besteht zum größten Teil aus Wasserstoff und Helium. Wie stellt man Wasserstoff her? Im chemischen Laboratorium lässt man ein unedles Metall mit einer Mineralsäure reagieren. Zum Beispiel reagiert Zink (Zn) mit Salzsäure (2HCL) zu ZnCl2 (Zink(II)-Chlorid) und Wasserstoff (H2) wird frei. In der Industrie stellt man Wasserstoff hauptsächlich aus Methan her. Die Weltjahresproduktion an Wasserstoff beträgt etwa 600 Milliarden m³.
Zum Schluss möchte ich noch einige wichtige Verwendungsmöglichkeiten für Wasserstoff nennen. Früher wurde Wasserstoff für die Befüllung von Luftschiffen verwendet, wegen seiner Brennbarkeit kam es aber zu Katastrophen, wie bei der Hindenburg. Heute verwendet man Wasserstoff als Raketentreibstoff. Bei bestimmten Arten des Schweißens entwickelt Wasserstoff sehr heiße Flammen. Man benötigt Wasserstoff für die Synthese von Ammoniak, dabei reagiert Wasserstoff (H2) mit Stickstoff (N2) und es bildet sich Ammoniak (NH3). Wasserstoff wird für die Kohlehydrierung verwendet, dabei reagiert der Kohlenstoff (C) der Kohle mit dem Wasserstoff und es bilden sich Kohlenwasserstoffe, also Benzin. Man benötigt Wasserstoff für die Fetthärtung. Der Wasserstoff regiert dabei mit der Doppelbindung einer ungesättigten Fettsäure und es entsteht eine gesättigte Fettsäure. Aus einem Öl entsteht zum Beispiel Margarine. Wasserstoff ist als Lebensmittelzusatzstoff E949 registriert, er wird für Treibgase und für Verpackungsmaterial von Lebensmitteln verwendet. Dank seiner geringen Siedetemperatur kann Wasserstoff als Kryogen, das heißt als Stoff für die Erzielung und des Erhalts niedriger Temperaturen verwendet werden.
Ich danke für eure Aufmerksamkeit, wünsche alles Gute und viel Erfolg. Auf Wiedersehen.
Videobeschreibung
Wasserstoff ist ein chemisches Element. Er wurde entdeckt von H. Cavendish und erhielt seinen Namen von Lavoisier. Wasserstoff hat das Symbol H und tritt als Molekül H2 auf. Er ist farblos, geruchlos, brennbar und in Wasser wenig löslich. Von allen Stoffen hat Wasserstoff die geringste Dichte. Seine Wertigkeit und Bindigkeit sind 1, die Oxidationszahl beträgt +1 oder -1. Die Reaktion mit Sauerstoff heißt Knallgasreaktion und die Reaktion mit Chlor heißt Chlorknallgasreaktion. Wasserstoff reagiert explosionsartig mit Fluor, reduziert Metalloxide und Aldehyde. In der Erdhülle kommt Wasserstoff nur zu 1 % vor, hauptsächlich im Wasser, ist aber mit 75 % das häufigste Element des Weltalls. Man stellt Wasserstoff aus unedlen Metallen und Säuren oder industriell aus Methan her. Die Weltjahresproduktion von Wasserstoff beträgt etwa 600 Mrd. Kubikmeter und er wird verwendet Raketentreibstoff, zum Schweißen, für die Ammoniaksynthese, die Kohlehydrierung, er dient zum Härten von Fett (Margarine) und als Lebensmittelergänzungsstoff E 949. Wasserstoff ist sowohl Treibgas als auch Kältemittel (Kryogen).
Der Tutor:
Dr. rer. nat.
Wasserstoff
9 Kommentare
Hat mir sehr geholfen
Tolles Video aber mich würde interessieren wie ein Wassermolekül aussieht H mal H und?
Ist die Frage ernst gemeint?
Ein Wasser - Molekül besteht aus zwei Wasserstoff - Atomen H und einem Sauerstoff - Atom O.
Die Bindungslänge H-O beträgt etwa 96 pm, der Winkel H-O-H ist etwa 105° groß. Das Wasser - Molekül ist polar. Das Dipol - Moment liegt in der Gasphase (isoliertes Teilchen) bei etwa 1,84 Debye.
Super Video ...Danke sehr
Ich freue mich immer, wenn ich nützlich sein kann.
Alles Gute
Super Video ...Danke sehr
Tolles Video aber mich würde interessieren wie ein Wassermolekül aussieht H mal H und?
Erstmal Danke für die raschen Antworten.
Ok vdW-Kräfte sinds nicht, da unterscheiden sich die Molekülmassen kaum vom H2O und D2O, sehe ich ein. Mit der Schrödinger-Gl. möchte ich mich mich nun wirklich nicht befassen, da höhere Mathematik nicht gerade zu meinen Lieblingsdisziplinen zählt.
mfg
Hallo,
vdW-Kräfte sind hier völlig gegenstandslos. Ich denke, elementar lässt sich der Unterschied nicht erklären. Eventuell über eine vergleichende Betrachtung (H und D) der Schrödungergleichung.
Schweres Wasser D2O ist im Wasser zu fast 0,01% enthalten. Die Eigenschaften sind ähnlich H2O (Schmelzpunkt, Siedepunkt, Dichte alle etwas höher). D2O gilt als giftig. Daher soll man auch altes Wasser aus dem Teekocher durch neues ersetzen, weil es sich da anreichert. Von einem Genuss von D2O (wird kommerziell angeboten) rate ich ab.
T2O gibt es nur einige Kilogramm auf der Erde. Es ist radioaktiv.
Alles Gute
Danke für die Antwort.
Ist die D2O (Deuteriumoxid) Bindung fester als H2O aufgrund der größeren Masse und somit stärkeren Van-der-Waals-Kräften? Oder gibts dafür noch eine andere Erklärung?
Lustig zu wissen wäre es wie Deuteriumoxid(schweres Wasser) oder Tritiumoxid(überschweres Wasser) schmeckt, oder ob es überhaupt genießbar wäre. Allerdings wäre das natürlich kein preiswertes Wasser.
mfg
Die Anreicherung erfolgt durch die Ausnutzung der verschiedenen Massen. Neben diesem physikalischen Unterschied gibt es auch Unterschiede in der Reaktionsfähigkeit. Die Deuterium-Sauerstoff-Bindung ist fester als die Bindung mit dem gewöhnlichen Wasserstoffisotop.
Die Verwendung ist vielfältig: Von Kernreaktionen bis Brandmelder. Für die Chemie interessant ist die Markierung: Deuterium wird anstelle von Protium (gewöhnliches Isotop) in Verbindungen eingesetzt und sein Weg bei Reaktionen wird mit spektroskopischen Methoden verfolgt. So kann man Reaktionsmechanismen aufklären.
Alles Gute
Video hat mir gut gefallen. Mich würde auch noch interessieren wie man die Isotope des H isoliert und deren Verwendungszweck. Geht natürlich dann über den Stoff der 7-8 Klasse hinaus.
mfg