Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 3 Chemische R aktionen b stimmen unser Leben 38 3.8 Wasserstoff – der leichteste Stoff Abb. 38.2: Stahlflasche mit Wasserstoff auf einem Transportwagen Abb. 38.1: Die Explosion der Hindenburg Wasserstoff ist das Gas mit der geringsten Dichte. Ein Liter hat nur die Masse von 0,08 g, ein Liter Luft dage- gen wiegt ca. 1,18 g. Deshalb verwendete man Wasser- stoff früher zur Füllung von Ballons und Luftschiffen (Zeppelins). Dies ist aber sehr gefährlich, da Wasserstoff ein gut brennbares Gas ist (Versuch 38.1), das mit Luft gemischt sehr stark explosionsgefährliche Gemische bildet ( Knallgas , Versuch 38.2). Daher ist Wasserstoff zur Luftballonfüllung heute verboten. Die Luftfahrt mit Zeppelins fand durch die Brandkatastrophe des Luft- schiffes Hindenburg 1937 in Lakehurst (USA) ein Ende. Bei diesem Unglück, dessen genaue Ursache bis heute ungeklärt ist, kamen 36 Menschen ums Leben. Im Zuge der Landung entzündete sich plötzlich der Wasserstoff in den Kammern und der Zeppelin explodierte. Nach diesem Unglück setzten sich die Flugzeuge durch. Heute werden Ballons mit Heißluft oder mit Helium gefüllt. Man füllt eine Proberöhre unter Wasser vollständig mit Wasserstoff aus der Gasflasche und führt die Knallgasprobe durch. Danach füllt man die Proberöhre nur zu knapp 1/3 mit Wasserstoff und lässt mit der Öffnung nach unten durch Ablassen des Wassers Luft dazu. Auch damit führt man die Knallgasprobe durch. Man schlägt in den Boden einer leeren Blech-Kaffeedose mit einem kleinen Nagel ein Loch. Die Dose stellt man mit dem Boden nach oben auf den Tisch und füllt sie von unten mit Wasserstoff aus der Gasflasche. Man entzündet den beim Loch ausströmenden Wasserstoff mit einem brennenden Holzspan. Danach wartet man ab (Mund öffnen). Durch von unten nachströmende Luft bildet sich ein Wasserstoff-Luft-Gemisch in der Dose, das nach Unterschreiten der oberen Explosionsgrenze durch die Flamme über dem Loch gezündet wird. Man füllt in eine Porzellanschale die Lösung eines gut schäumenden Tensids (zB Pustefix). In die Lösung leitet man Wasserstoff aus der Gasflasche ein. Wasserstoffgefüllte Seifenblasen steigen zur Decke (geringe Dichte). Entzündet man die Seifenblasen beim Aufsteigen mit einer an einer Stange befestigten Kerze, so verbrennen sie und bilden im abgedunkelten Raum schöne Feuerbälle. Versuch 38.3 (Lehrer/in) Verbrennung von Wasserstoff Versuch 38.2 (Lehrer/in) Die fliegende Blechdose Versuch 38.1 (Lehrer/in) Wasserstoff-Seifenblasen Im Labor bezieht man Wasserstoff aus Gasflaschen, die zur Kennzeichnung rot gefärbt sind. Wegen der Explosionsgefährlichkeit von Knallgas muss man sich bei Experimenten davon überzeugen, ob Wasserstoff luftfrei ist. Eine mit Wasserstoff gefüllte Apparatur zB darf man erst dann erhitzen, wenn die gesamte Luft durch Wasserstoff verdrängt ist. Dies geschieht mit der Knallgasprobe . Man füllt eine Proberöhre (Mit der Öffnung nach unten halten!) mit dem Gas aus der Apparatur, verschließt mit dem Daumen und entzündet den Inhalt am (ent- fernt stehenden!) Gasbrenner. Brennt der Wasserstoff ruhig ab, liegt luftfreier Wasserstoff vor, ist ein pfeifendes Geräusch zu hören, so handelt es sich um Knallgas (Versuch 38.3). Da beim Verbrennen von Wasserstoff sehr viel Energie frei wird, verwendet man ihn heute als Raketentreibstoff, zB bei der europäischen Rakete Ariane V. Zur Verbrennung dient reiner Sauerstoff. Beide Gase werden bei sehr tiefen Temperaturen in flüssiger Form eingesetzt. Auch zum Antrieb von PKW-Motoren wird die Verwendung von Wasserstoff diskutiert, da als Abgas nur Wasserdampf entsteht. Aus welcher Quelle man die benötigten Wasserstoffmen- gen gewinnen kann und wie man den gasförmigen Wasserstoff zum Tanken speichern soll, ist aber noch weitgehend ungeklärt. In der Industrie benötigt man Wasserstoff in großen Mengen zur Herstellung von Düngemit- teln, von Margarine und bei der Verarbeitung von Erdöl. Den dort benötigten Wasserstoff gewinnt man nicht durch Elektrolyse, sondern aus Erdgas. Wasserstoff/Luft- Gemisch reiner Wasserstoff Die Knallgas-Probe Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv