Wikijunior Die Elemente/ Elemente/ Wasserstoff

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Wasserstoff im Periodensystem

Das chem. Symbol

Wasserstoff ist das leichteste und am häufigsten vorkommende Element im Universum. Das Wasserstoffatom ist das kleinste aller Atome; es besteht nur aus einem Proton und einem einzigen Elektron. Das Elementsymbol für Wasserstoff ist H. Im Periodensystem findest du es ganz oben links.

[Bearbeiten] Wie sieht Wasserstoff aus? Wie riecht und schmeckt er? Und wie fühlt er sich an?

Die Sonne besteht zum Großteil aus Wasserstoff.

Auf der Erde hingegen tritt Wasserstoff meist in Form von Wasser auf.

Wasserstoff hat von allen chemischen Elementen die kleinsten Atome: der Durchmesser beträgt nur 0,00000000072 m. Bei Zimmertemperatur ist Wasserstoff ein durchsichtiges Gas. Die Moleküle (H₂) des Wasserstoffgases bestehen aus zwei Wasserstoffatomen. Es hat weder einen Geschmack noch einen Geruch und ist ungiftig. Durch sehr, sehr niedrige Temperaturen und sehr hohen Druck kann Wasserstoffgas in eine Flüssigkeit oder sogar einen Feststoff umgewandelt werden. Eine Verbindung, die viel Wasserstoff enthält, ist H₂O (Wasser). Es enthält 2 Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom und ist bei Zimmertemperatur eine klare, durchsichtige Flüssigkeit, eben Wasser.

[Bearbeiten] Wie er entdeckt wurde

Henry Cavendish war der Erste, der verstand, dass Wasserstoff eine einzigartige Substanz ist. 1776 produzierte er Wasserstoff, indem er Quecksilber mit einer Säurelösung mischte. Jedoch wurde Wasserstoff auch schon viel früher von dem Schweizer Alchemisten Paracelsus hergestellt, der ebenfalls Metall mit einer starken Säure mischte und ein leichtentzündliches Gas erzeugte.

[Bearbeiten] Wie der Wasserstoff zu seinem Namen kam

Wasserstoff kommt vom lateinischem Wort hydrogenium, was so viel heißt wie Wassererzeuger. Das Element wurde von dem Franzosen Antoine Lavoisier so benannt, weil Wasserstoff, wenn er verbrennt, zu Wasser wird.

[Bearbeiten] Wozu brauchen wir Wasserstoff?

• Die wichtigste technische Anwendung von Wasserstoff ist die Behandlung und Verarbeitung von Erdöl und seinen Produkten – also Öl, Benzin und Diesel, sowie Kunststoff und die Herstellung von Ammoniak.
• Wasserstoff kann auch direkt als Kraftstoff verwendet werden. In Raketen werden Sauerstoff und Wasserstoff verbrannt, damit genug Schub erzeugt wird, um in den Weltraum zu fliegen.
• In Brennstoff-Zellen verbinden sich Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser – ohne zu verbrennen – dabei wird elektrischer Strom erzeugt.

Raketenstart: Sauerstoff und Wasserstoff werden verbrannt, wobei viel Energie frei wird

In der Zukunft wird die Brennstoffzelle vielleicht den Motor in unseren Autos ersetzen, sodass beim Autofahren keine giftigen Abgase, sondern einfach Wasser freigesetzt wird. Statt Benzin würde man dann an der Tankstelle Wasserstoff tanken. Reiner Wasserstoff muss jedoch erst hergestellt werden, da er in der Natur in Form von Wasser gebunden vorkommt. Um Wasser mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zu trennen ist Energie nötig, die in Kraftwerken erzeugt werden muss. Der Wasserstoff kann dann stark zusammengedrückt in Flaschen und Tanks gelagert werden und als Energiespeicher dienen.

Modell eines Kernfusionskraftwerkes

Sterne strahlen Licht und Wärme ab, weil in ihrem Inneren Wasserstoffatome verschmolzen werden. Dabei entsteht das Element Helium und sehr, sehr viel Energie. Die Wissenschaft forscht nach einer Möglichkeit, die Energie der Kernfusion in einer Art Kraftwerk zu nutzen. Das ist wegen der hohen Temperaturen (100 Millionen °C) nicht ganz einfach. Die hohen Temperaturen müssen erst einmal erzeugt und das sehr heiße Material sicher gehandhabt werden. Gelänge es, hätten wir eine Energiequelle, die keine Luftverschmutzung verursacht, jedoch würden die Wände des Reaktors stark verstrahlt werden und müssten wegen der gefährlichen Strahlung von der Umwelt ferngehalten werden, allerdings nicht so lange wie der strahlende Abfall von normalen Atomkraftwerken. Brennstoff ist aber reichlich vorhanden, schließlich ist Wasserstoff eines der häufigsten Elemente auf unserem Planeten.

[Bearbeiten] Wo finden wir Wasserstoff?

Wasserstoffnebel im Weltraum

Wasserstoff in seiner atomaren Form kommt gewöhnlich im Weltraum und in Sternen vor. Dort gibt es riesige Wasserstoffwolken. Doch den meisten Wasserstoffatomen im Weltraum fehlt ein Elektron, was bedeutet, dass sie Ionen sind.

Wasserstoff ist ein wichtiger Bestandteil allen Lebens auf der Erde. Er ist Bestandteil von Wassermolekülen und er ist zusammen mit Kohlenstoff in jedem organischem Molekül vorhanden. Organische Moleküle sind im Erdöl und seinen Produkten zu finden, im Erdgas und in Kunststoffen. Besonders komplexe organische Moleküle sind Fett und die Aminosäuren, die als Eiweiß die Bausteine jedes Lebewesens sind.

[Bearbeiten] Ist er gefährlich?

Elementarer Wasserstoff ist hoch entzündlich und wenn er mit Sauerstoff gemischt wird, kann er explodieren. Man nennt diesen Vorgang daher auch Knallgasreaktion.