A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

 

 

Wasserstoff

(ehem. Symbol H): Reiner W. ist ein färb-, geruch- und geschmackloses, ungiftiges und brennfähiges Gas. W neigt zu atomarer (Atom) Doppelbindung und wird dann als molekularer (Molekül) W mit H2 bezeichnet. H2 verbrennt mit kaum sichtbarer, schwach bläulicher Flamme zu Wasserdampf. Gemische aus H2 und Luft/Sauerstoff heißen Knallgas und sind explosibel. W gilt als ein möglicher künftiger Energieträger, der (bis auf Stickoxide) umweltfreundlich verbrennt, sich wie Erdgas in Rohrleitungen transportieren und in Speichern lagern läßt. Obwohl Wasser der ideale Rohstoff zur Gewinnung von W. wäre, wird er heute zu etwa 77% aus Erdöl/ Erdgas und zu rund 18% aus Kohle hergestellt. Nur etwa 4 bis 5% der verbrauchten W. menge werden durch Elektrolyse gewonnen. Erzeugt und genutzt wird W. fast ausschließlich in der Industrie, vor allem der chemischen. Für eine W. Energiewirtschaft, die seit Jahren diskutiert wird, kommt wahrscheinlich nur elektrolytisch erzeugter W in Frage. Weil dazu große Elektrizitätsmengen erforderlich sind, hat die weiträumige Versorgung mit W. nur dann eine Chance, wenn der Strom äußerst billig ist. Aus dieser Erkenntnis entstand die vor allem von Ludwig Bölkow propagierte Solare W. Energiewirtschaft mit photovoltaischen (Photovoltaik) Großkraftwerken in ariden, sonnenreichen Regionen, wie der Sahara. Der dort gewonnene W. könnte durch Pipelines nach Mitteleuropa gepumpt oder in flüssiger Form mit Schiffen in europäische Häfen transportiert werden. Im kleinen wird ein Solar-Wasserstoff-Projekt in Neunburg vorm Wald, Oberpfalz, verwirklicht. Der Umgang mit W. gas würde keine grundsätzlich neue Technik erfordern; zu gewissen Zeiten bestand das bekannte Stadtgas bis zu 70% ausW Zur Nutzung der imW. enthaltenen Energie muß dieser nicht unbedingt verbrannt werden, er kann auch in Brennstoffzellen eingesetzt werden. Der untere —> Heizwert von W. gas beträgt 10760 kJ/Nm3 (Normalkubikmeter). Chemie, Physikalische Chemie, leichter Wasserstoff, H, Element der Hauptgruppe I des Periodensystems, Ordnungszahl 1. Es kommt in gebundener Form im Wasser (H2O) und in anorganischen und organischen Verbindungen vor und besteht aus drei Isotopen: Protium, Deuterium und Tritium. Im molekularen Wasserstoff können die Kernspins der beiden Wasserstoffatome parallel (Orthowasserstoff) oder antiparallel (Parawasserstoff) orientiert sein.

Die Sonne besteht zu 80 Atom-% aus Wasserstoff, dessen Umwandlung in Helium Energie für das Leben auf der Erde in Form von Licht und Wärme erzeugt. Wasser und Wasserstoffsäuren können Wasserstoffionen (Protonen, H+) abspalten (Protonendonor; Dissoziation des Wassers) und auf andere Verbindungen / Moleküle (Protonenakzeptor) übertragen. Der Säuregehalt einer wässrigen Lösung wird als pH-Wert angegeben. Diwasserstoff (H2) reagiert mit Sauerstoff nach thermischer Initiierung explosionsartig unter starker Wärmeentwicklung (Knallgas). Die Knallgasreaktion wird zum autogenen Schneiden und Schweissen von Metallen genutzt. Grosse Bedeutung kommt dem Wasserstoff in der 1H-NMR-Spektroskopie zu. Wasserstoff ist ein wichtiger Energieträger und wird z.B. als Brennstoff in Raketenantrieben und zur Energiegewinnung in Brennstoffzellen eingesetzt. Ausserdem dient Wasserstoff als Schutzgas bei der Herstellung hochreiner Elemente für die Mikroelektronik.

Wasserstoff 1: Wichtige Isotope.

Isotop

natürliche Häufigkeit [%]

Atommasse

Halbwertszeit T1/2

1H

99,985

1,007825

stabil

2H

0,015

2,01410

stabil

3H

0

3,01605

12,26 a

 

Wasserstoff 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

relative Atommasse (12C = 12,0000)

  1,00794

Dichte [g cm-3]

 

     273 K (g)

  0,08988

       20 K (l)

  0,07080

       11 K (f)

  0,07660

Molvolumen 11 K [cm3]

13,26

Oxidationszahlen

  -I, 0, I

 

Wasserstoff 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

    20,28

Schmelztemperatur [K]

    14,1

Tripelpunkt [K]

    13,96

kritische Temperatur [K]

    33,2

kritischer Druck [kPa]

1297

kritisches Volumen [cm3]

    65,0

Siedeenthalpie [kJ mol-1]

      0,12

Schmelzenthalpie [kJmol-1]

      0,90

Wärmeleitfähigkeit (300 K) [Wm-1 K-1]

      0,1815

spezifische magnetische Suszeptibilität (g) [10-8 kg-1 m3]

    -2,5

 

Wasserstoff 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

2S1/2

1. Ionisierungsenergie [eV]

   13,595

Elektronenaffinität [eV]

     0,754

Elektronegativität (Pauling)

     2,20

effektive Kernladung (Slater)

     1,0

magnetisches Moment [mB]

     1,732

Ionenradius [nm]

 

     H-

     0,154

     H+

    10-5

Kovalenzradius [nm]

     0,030

Van-der-Waals-Radius [nm]

     0,120

Atomradius [nm]

     0,078

Kernspin

 

     1H

     1 / 2

     2H

     1

     3H

     1 / 2

kernmagnetisches Moment [mK]

 

     1H

     2,79284

     2H

     0,85743

     3H

     2,97896

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

     0,332

 

 

<< vorhergehender Begriff
nächster Begriff >>
Wasserrohrkühler
Wasserstoff, interstellarer

 

Diese Seite als Bookmark speichern :

 

Weitere Begriffe : SERS | DFB-Farbstofflaser | Bild, konoskopisches

Übersicht | Themen | Unser Projekt | Grosse Persönlichkeiten der Technik | Impressum | Datenschutzbestimmungen