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.