Het periodiek systeem Waterstof (H)

Share Button

Een serie artikelen over de verschillende elementen. De legoblokjes waarmee wijzelf, onze aarde en de materie van het universum is opgebouwd hebben allemaal hun eigen specifieke eigenschappen. In deze serie gaan we stap voor stap langs elk element en kijken we wat voor zinvolle zaken de Wikipedia erover te zeggen heeft, met daarnaast een interessant filmpje van de universteit van Nottingham waarmee verschillende experimenten met het betreffende element worden gedaan.

Om de spits af te bijten het eerste element van de 118, Waterstof (H)

Klik hierop om naar de wikipedia versie te gaan waarbij je gemakkelijk naar de verschillende elementen kunt doorklikken

Waar komt waterstof voor?

Waterstof is het lichtste en meest voorkomende element. Zuiver waterstof, H2, is een brandbaar, zelfs explosief gas en komt op aarde alleen in zeer kleine hoeveelheden in aardgas voor. Vrijwel alle waterstof op aarde komt gebonden, in de vorm van water en koolwaterstoffen, voor. De zon en de gasreuzen Jupiter en Saturnus bestaan voor het grootste deel uit waterstof. Ongeveer driekwart van alle uit atomen ogebouwde materie in het heelal bestaat uit waterstof.

Eigenschappen van waterstof
De verreweg meest voorkomende soort, protium, bestaat uit slechts één proton met daarom heen een elektron. Deuterium heeft naast een proton ook een neutron in de kern, het radioactieve tritium zelfs twee neutronen. Waterstof kan slechts een enkelvoudige chemische binding vormen omdat het maar één elektron heeft. Je vindt waterstofatomen daarom altijd aan de uiteinden van moleculen waar het deel van uitmaakt. Wel kan waterstof zogeheten waterstofbruggen vormen, het gevolg van de aantrekkingskracht tussen de positief geladen waterstofatomen en de negatief geladen zuurstofatomen in bijvoorbeeld water. Deze zijn ongeveer 10% zo sterk als een normale atoombinding. Bestonden deze niet, dan was water een gas, net als kooldioxide.
Onder zeer hoge druk verandert waterstof in een metaal (de reden dat Jupiter een zo sterk magnetisch veld heeft).
Als waterstofkernen samensmelten tot helium komen zeer grote hoeveelheden energie vrij, per kilogram waterstof rond de 330 000 megajoule (iets minder dan 100 000 kWh, voldoende om een Nederlandse familie levenslang van stroom te voorzien).


Toepassingen
Voor industriële toepassingen zijn grote hoeveelheden waterstof nodig in zogenaamde hydrogenatiereacties, onder andere in het Haber-Boschproces waarin ammoniak geproduceerd wordt, het harden van vetten en oliën en de productie van methanol.

Andere toepassingen waar waterstof voor nodig is:

  • Hydroalkylatie, hydro-ontzwaveling, hydrokraken.
  • Productie van zoutzuurlassen, als raketbrandstof, en voor reductie van metaalertsen.
  • Vloeibaar waterstof wordt gebruikt bij cryogeen onderzoek
  • Waterstof weegt slechts 1/14 van een gelijk volume aan lucht. Om die reden werd het in het verleden veel toegepast als vulling in ballonnen en zeppelins. Vanwege de brandbaarheid wordt dit tegenwoordig veel minder gedaan.
  • Waterstof wordt gebruikt voor het koelen van generatoren met een vermogen groter dan 200 MW.
  • Het waterstofisotoop deuterium wordt in nucleaire toepassingen gebruikt als moderator om neutronen te vertragen. Deuteriumverbindingen vinden ook toepassingen in de chemie en biologie bij studies naar isotoopeffecten op reacties, en voor gebruik in NMR-experimenten en neutronenverstrooiing waar gewoon waterstof de meting zou verstoren.
  • Het waterstofisotoop tritium wordt geproduceerd in kernreactoren en is nodig voor de fabricage van een waterstofbom, in biologische en biomedische wetenschappen gebruikt als isotooplabel, en als stralingsbron in lichtgevende verf.
  • Deuterium en tritium worden ook gebruikt als brandstof in experimentele kernfusie reactoren zoals ITER.

 

Share Button

Douwe

Woonachting in Noorwegen, en al sinds lange tijd geïnteresseerd in de "grotere vragen" des levens. Dit combineer ik met een actieve instelling om te kijken hoe we het leven met elkaar en voor elkaar een stukje gemakkelijker en mooier kunnen maken. Zelf heb ik bij een aantal onderwerpen die vanuit mijn gezichtspunt het voortbestaan van mensen aanzienlijk kunnen vergroten websites helpen ontwikkelen om deze informatie gratis beschikbaar te maken voor eenieder. Dit zijn: eetbaarnederland.nl, permacultuurnederland.org, esperanto-jongeren.nl en mensenrechten.org. Mijn huidige tegeltjeswijsheid: Do the best you can, with what you have, where you are :-)

Dit vind je misschien ook interessant:

9 reacties

  1. Roeland schreef:

    Leuk initiatief een artikelenreeks over de elementen!

  2. Douwe schreef:

    Het plan is om ze alle 118 bij langs te gaan, elke werkdag 1tje. 

    Op http://www.kennislink.nl/scheikunde ook nog veel interessante info en nieuwtjes op het gebied van Scheikunde.  

  3. El schreef:

    Ook bruikbaar in de brandstofcel waarin in een continu proces via methaan electriciteit vrijkomt. De toekomst voor persoonlijk vervoer over aarde, zee en in de lucht. En nog vele andere mogelijkheden en toepassingen wachten op financiële, ontwikkeling en educatieve investeringen …….. POWER ON (OFF)

  4. Picobyte schreef:

    Bij dat koelen van generatoren en hoogspanningsinstallaties wordt meestal gewoon water gebruikt.
    Wel heel zuiver water omdat puur water een uitstekende isolator is en bovendien geen last heeft van vocht.
     

    • Bemoeier schreef:

      Water wat geen last heeft van vocht ?

      • Picobyte schreef:

        Water kan niet natter worden dan het al is.
        Veel grote transformatoren worden gekoeld met olie,Water in combinatie met olie is een potentieel goed geleidende koolwaterstof verbinding,transformator fabrikanten gaan echt heel ver om elke watermolecuul uit hun transformator te verwijderen.
        Hier een filmpje om mee te beginnen in je zoektocht https://www.youtube.com/watch?v=w7qNroj0hCw
        Water heeft een grote warmte capaciteit per graad opwarming en is bij eventueel lekken voor de omgeving(lees mensen en natuur) totaal onschuldig.
        Het is niet voor niets dat moderne transistors in het hoogspanningsnet en in de pc met water worden gekoeld.
        Het spul kan heel compact en heel goedkoop enorme hoeveelheden warmte wegvoeren van hete componenten en over een lengte van slechts enkele tot tientallen centimeters met gemak de spanningen weerstaan in ons stroomnet.
        Ideaal dus als je een transistor gestuurde wissel/gelijkrichter wil bouwen zoals Tennet momenteel doet in het Duitse Dorpen.
         
         

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger