Wasserstoff                         ₁H

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften: Wasserstoff ist das im All am häufigsten vertretene Element. Bei Raumtemperatur ist der Wasserstoff ein farb- und geruchloses Gas, das sehr viel leichter als Luft (Gasgemisch) ist. Es gibt 3 Isotope des Wasserstoffes: den "normalen" Wasserstoff mit der relativen Atommasse von 1, das Deuterium mit der Atommasse 2 und das Tritium mit der Atommasse. Diese drei Isotope unterscheiden sich lediglich in der Anzahl an Neutronen (→ Isotop). Der Wasserstoff kommt in der Natur nur als zweiatomiges Wasserstoffmolekül (H₂) vor. In Wasser ist es nur geringfügig löslich.

Chemische Eigenschaften: Als Molekül ist Wasserstoff eher reaktionsträge. Als atomarer Wasserstoff (z.B. nach Erhitzen) hingegen, ist der Wasserstoff reaktionsfreundlich. So reagiert er beispielsweise explosionsartig mit Sauerstoff, wenn die Aktivierungsenergie erreicht wird. Zusammen mit dem Sauerstoff bildet der Wasserstoff die wichtigste Verbindung der Erde, das Wasserstoffoxid (Wasser, H₂O). [2 H₂ + O₂ → 2 H₂O]

Es bildet jedoch mit anderen Atomen zahlreiche weitere Verbindungen. So geht der Wasserstoff zum Beispiel mit Stickstoff eine Bindung ein, dabei entsteht Ammoniak der für die Landwirtschaft als Düngemittel- Rohstoff von Bedeutung ist. Außerdem ist der Wasserstoff für die Organische Chemie von enormer Bedeutung. Er geht zusammen mit dem Kohlenstoff (C) zahlreiche Verbindungen ein, welche in vielen Bereichen des alltäglichen Lebens Anwendung finden.

Vorkommen

Im Weltall ist der Wasserstoff das häufigste Element, auf der Erde steht des nur auf Platz 9 in der Häufigkeitstabelle der Elemente. Elementaren Wasserstoff findet man auf der Erde nur in einem Gasgemisch aus vulkanischen Gasen. Des Weiteren besteht ein großer Teil der Erdgase (Methan CH₄) aus Wasserstoff, jedoch ist er in diesen Gasen chemisch gebunden und muss erst per Reformation aus Erdgas gewonnen werde.

Geschichtliches

Das Element wurde 1766 von Henry Cavendish entreckt. Es wurde jedoch schon im 16. Jahrhundert von Paracelsus (abb.1) durch Umsetzung von Eisen mit Schwefelsäure hergestellt. Der französische Chemiker Antoine Lavoisier stellte 1783 erstmals 45g "künstliches" Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff her. Außerdem führte er Versuche zur Zerlegung von Wasser durch.

Auf Lavoirsier ist auch die Bezeichnung des Elements zurückzuführen. Er bezeichnete den Wasserstoff als " hydrogène (aus dem Griechischen "Wasserbildner"). 1932 entdeckte H.C. Urey, F.G. Brickwedde und G.M. Murohy das Isotop Deuterium und zwei Jahre später beschrieben M.L.E. Oliphant, P. Harteck und E. Rutherford erstmals das Isotop Tritium.

Die besondere Reaktionsfähigkeit erlangte 19xy traurige Berühmtheit, als das Luftschiff Hindenburg, welches mit dem Trägergas Wasserstoff gefüllt war Feuer fing und abstürzte.

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Darstellung

Wasserstoff kann auf vielen verschiedenen Wegen gewonnen werden. So kann es beispielsweise per Elektrolyse aus Wasser gewonnen werden. Man jedoch auch den Wasserstoff aus Salzsäure oder Schwefelsäure gewinnen, indem man die Säure mit Eisen oder Zink reagieren lässt.

Wasserstoff lässt sich jedoch auch noch durch die Reformation von Erdgas gewinnen. Dabei der Wassersdampf wie folgt zersetzt:

C_nH_2n+2 + n H₂O → n CO + 3n + 2nH₂

Verwendung

Wasserstoff wird in großen Mengen zur Synthese von Salzsäure, Ammoniak und für viele andere Verbindungen benötigt. Des weiteren dient Wasserstoff als Treibstoff in Raketen. Außerdem gewinnt der Wasserstoff zunehmend an Bedeutung in der alternativen Energieversorgung, Dies ist der Weiterentwicklung der Brennstoffzelle zu verdanken.