Basiswissen

Wasserstoff - chemisches Zeichen H (von hydrogenium = Wasserbildner), Ordnungszahl 1 - ist ein gasförmiges, farbloses und geruchloses chemisches Element aus der Elementgruppe der Nichtmetalle. Natürliche Isotope des Wasserstoffs sind Deuterium und Tritium.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Was hier aufsteigt ist Wasserstoff: mit einer sogenannten Elektrolyse werden Wassermoleküle gespalten. Dabei entsteht an der Kathode (Minuspol) gasförmiges H2, also Wasserstoff.☛

Eigenschaften

Wasserstoff ist ein farbloses und durchsichtiges Gas. Wasserstoffgas ist sehr leicht: Ein Kubikmeter Wasserstoff wiegt bei 0 Grad Celsius nur 0,0899 Kilogramm oder etwa 90 Gramm. Als Vergleich: dieselbe Menge Luft wiegt 1,2 Kilogramm. Mehr unter Wasserstoff Datenblatt ↗

Chemisch

Wasserstoff kommt in der Natur am ehesten als H₂-Molekül vor. Ein Gemisch aus den Gasen Wasserstoff und Sauerstoff kann man mit einer Flamme zur Explosion bringen (Knallgasreaktion). Aus den beiden Gasen entsteht dann ganz normales Wasser. Im Versuch selbst herstellen kann man Wasserstoff über die Wasserelektrolyse ↗

Physikalisch

Die Abkürzung für Wasserstoff ist H. Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton im Kern und einem Elektron in der Hülle. Im Kern können zusätzlich zu dem Proton auch noch ein oder zwei Neutronen sein. Mehr dazu unter Wasserstoffisotope ↗

Kosmologisch

Wasserstoff war das erste Element, das in großen Mengen zum Beginn der Welt vorhanden war^[2]. Viele Sterne bestehen überwiegend aus Wasserstoff, bei unserer Sonne sind es zurzeit etwa 73 % Gewichtsprozent. Auch große Gasplaneten wie der Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun bestehen zu einem großen Teil aus Wasserstoff. Von der Erdmasse hingegen sind nur etwa 0,03 Wasserstoff, in der Erdkruste immerhin 2,9 %. Zum Beginn seiner Lebenszeit bestand fast die gesamte Materie des Universums aus Wasserstoff. Vor allem durch Kernfusionen in Sonnen entstehen dann daraus im Laufe der Zeit die anderen Stoffe. Mehr dazu unter Wasserstoffbrennen ↗

Industrielle Herstellung

Molekularer Wasserstroff kann als Energieträger etwas zu Eisengewinnung aus Erzen oder als Brennstoff in Flugzeugen genutzt werden. Es gibt viele verschiedene großtechnische Verfahren zur Wasserstoffherstellung ↗

Space Shuttle

Die US-Raumfähre Space Shuttle hatte einen gigantischen Wasserstofftank der rund 104 Tonnen flüssigen Wasserstoff fassen konnte^[1]. Lies mehr unter Space Shuttle ↗

Gefahren

In bestimmten Mischungsverhältnissen ergibt Wasserstoff mit dem Luftsauerstoff ein leicht entzüngliches und hochexplosives Gasgemisch, das sogenannte Knallgas ↗

Als Kernbrennstoff

Wasserstoff kann als Brennstoff in kerntechnischen Fusionsreaktoren bei seiner Fusion zu Helium enorm große Energiemengen freisetzen. In solchen Anlagen ist Wasserstoff als Energiequelle zu betrachten. Siehe auch Kernfusion ↗

Fußnoten

[1] FACT SHEET SPACE SHUTTLE EXTERNAL TANK: Lockheed Martin Space Systems Company Michoud Operations P.O. Box 29304 New Orleans, Los Angeles, USA. Februar 2008.

[2] Hoimar von Ditfurth: Im Anfang war der Wasserstoff. Hoffmann und Campe, Hamburg 1972, ISBN 3-455-01460-7.

[3] Noch im Jahr 1809 war vieles rund um den erst kurz zuvor entdeckten Wasserstoff Vermutung: "Der Wasserstoff, Hydrogen: mit diesem Namen bezeichnet man nach dem antiphlogistischen System einen Grundstoff des Wassers, welcher zugleich die Basis der brennbaren Luft ausmacht. Man betrachtet nämlich das Wasser als einen aus den Grundstoffen der dephlogistisirten und brennbaren Luft zusammengesetzten Körper. Der erste Grundtheil der dephlogistisirten Luft ist der Sauerstoff, Oxygen (s. d. Art. Sauerstoff); der andre Wasserzeugend – Hydrogen (dies Wort ist aus dem Griech.). Es gehört diese Lehre freilich noch zu den hypothetischen, und nur so viel ist gewiß, daß die brennbare Luft einen wägbaren Grundstoff enthält, der bei den Versuchen über die Zerlegung des Wassers mitwirkt; allein daß dieser Stoff einen Bestandtheil des Wassers selbst ausmache, ist nur noch Hypothese. – Der Wasserstoff ist, nach den Behauptungen der Antiphlogistiker, in der Natur allgemein verbreitet, ob man ihn gleich wegen seiner starken Verwandtschaft mit dem Wärmestoffe nicht anders, als in Gasgestalt kennt." In: Brockhaus Conversations-Lexikon Bd. 8. Leipzig 1811, S. 484. Online: http://www.zeno.org/nid/20000807613