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Wasserstoff ist bei Zimmertemperatur ein farb- und geruchloses Gas, das ca.14,4mal leichter als Luft ist. Es ist das Element mit der geringsten Dichte. Daher diffundiert Wasserstoff leicht durch poröse Trennwände, aber auch durch Metalle wie Platin. Der gebräuchliche Wasserstoff kommt immer in Form von zweiatomigen Molekülen vor (H2). Das Element Nr. 1 hat nach Helium die tiefste Schmelz- und Siedetemperatur. In Wasser löst sich Wasserstoff nur schlecht, während einige Metalle wie Palladium Wasserstoff bis zum 12000fachen ihres Volumens aufnehmen können.
An der Luft verbrennt Wasserstoff mit einer schwach bläulichen Flamme zu Wasser:
2 H2 + O2 -----> 2 H2O DHR = -572kJ/mol
Gemische mit Sauerstoff oder mit Chlorgas explodieren bei Zündung sehr heftig. Derartige Gemische heißen auch Knallgas-Gemische. Die optimalen Mischungsverhältnisse kommen nach den Gasgesetzen von Gay-Lussac immer in ganzen Zahlen vor. Mit Hilfe eines Eudiometers können diese Verhältnisse bestimmt werden: Wasserstoff : Sauerstoff = 2:1 und Wasserstoff : Chlor = 1:1
Ein Chlor-Knallgas-Gemisch kann sogar durch Lichteinwirkung zur Zündung gebracht werden:
H2 + Cl2 -----> 2 HCl DHR = -184kJ/mol
Bei dieser Reaktion entsteht gasförmiger Chlorwasserstoff, der beim Einleiten in Wasser Salzsäure bildet. Mit Stickstoff reagiert Wasserstoff bei hoher Temperatur, unter Druck und unter Verwendung von Katalysatoren zu Ammoniak (siehe Haber-Bosch-Verfahren):
2 NH3 N2 + 3 H2 DHR = +92 kJ/mol
Für eine Reaktion mit den anderen Elementen ist ebenfalls hohe Temperatur und Druck notwendig, z.B. bei der Reaktion von Schwefel mit Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff:
S + H2 -----> H2S DHR = -21 kJ/mol
Wasserstoff wirkt auf viele Metalloxide beim Erhitzen als Reduktionsmittel, z.B. bei der Reduktion von Kupferoxid:
CuO + H2 -----> Cu + H2O DHR = -129 kJ/mol
Mit Alkali- oder Erdalkalimetallen bilden sich Hydride. Auch sämtliche Säuren enthalten Atome des Wasserstoffs. Wasserstoffatome sind Bestandteil zahlreicher organischer Verbindungen, z.B. bei den Kohlenwasserstoffen (Methan, Ethan, Benzol), bei den Alkoholen (Methanol, Ethanol), den Aldehyden, den Alkansäuren, den Fetten, den Kohlenhydraten und den Eiweißen.
Im Labor erfolgt der Nachweis von Wasserstoff mit der Knallgasprobe. Diese Probe dient auch zur Überprüfung, ob in einem Gas ein Knallgasgemisch vorliegt. Ertönt ein lauter pfeifender Knall, handelt es sich um Knallgas, bei einem harmlosen, dumpfen Geräusch ist nur reiner Wasserstoff im Reagenzglas.
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