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Wasserstoff

Wasserstoff

Es ist der 23.08.2022. Deutschland und Kanada unterzeichnen das Wasserstoff-Abkommen und sind somit ab diesem Tag Wasserstoff-Partner. Ab 2025 wird Deutschland mit grünem Wasserstoff aus Kanada beliefert. Die Energiewende kommt.

Währenddessen sitzt Du zu Hause und fragst Dich, was es mit diesem Wasserstoff auf sich hat. Was macht ihn so besonders? Warum ist der Wasserstoff aus Kanada grün? Und natürlich die wichtigste Frage: Wie kann er das Weltklima retten?

Wasserstoff Eigenschaften

Wie die Überschrift es Dir schon verrät, ist Wasserstoff das Element, das Du als Erstes im Periodensystem findest. Er hat dementsprechend die Ordnungszahl 1. Damit hat Wasserstoff nur ein einziges Proton im Kern und ein einziges Elektron in seiner Hülle. Es ist damit das leichteste Element, das Du finden wirst.

Wusstest Du, dass Wasserstoff zudem mit 70 % das häufigste Element im gesamten Universum ist? Auf der Erde sieht das jedoch anders aus. Hier liegt er mit 0,87 % deutlich weiter hinten.

Wassertsoff Formel

Doch bevor Du Dich weiterhin mit solchen Fakten beschäftigst, lernst Du erst einmal ein paar wichtige Eigenschaften, die später wieder eine Rolle spielen werden.

Eigenschaften des Wasserstoff
NameWasserstoff
Formelzeichen H
Atommasse1,008
Dichte0,089
Schmelzpunkt-259,14 °C
Siedepunkt-252 °C
Ionisierungsenergie13,598 eV

Wenn Dir spontan die Bezeichnung Atommasse nichts sagt, dann mach Dir keine Sorgen. Zur Atommasse erfährst Du mehr im StudySmarter Original „Molare Masse“.

Der Wasserstoff, den Du hier gerade kennengelernt hast, ist das Isotop, das üblicherweise vorkommt. Bei Isotopen handelt es sich um verschiedene Variationen des gleichen Elements, die zwar die gleiche Anzahl an Protonen und Elektronen besitzen, aber eine abweichende Anzahl an Neutronen im Kern aufweisen.

Der übliche Wasserstoff wird dabei als Protium (1H) bezeichnet, da er nur ein Proton im Kern enthält. Deuterium (2H) besitzt ein zusätzliches Neutron, während Tritium (3H) sogar zwei Neutronen sein Eigen nennt. Diese sind für Dich allerdings in den meisten Fällen irrelevant, da diese Neutronen an den Reaktionen nicht teilnehmen.

Damit Du Dir das dennoch besser vorstellen kannst, siehst Du in der folgenden Abbildung die drei Isotope mit ihrem Kern. Dort erkennst Du noch einmal deutlich, dass alle jeweils ein Proton (p) im Kern besitzen, mit genau einem Elektron (e), das um diesen herum kreist. Nur die Anzahl der Neutronen (n) steigt.

Wasserstoff Isotope Formel StudySmarterAbbildung 1: Die drei Isotope des Wasserstoffs

Wasserstoff Reaktivität

Gerade hast Du gelernt, dass Wasserstoff nur ein Elektron in seiner Hülle besitzt. Da dies gleichzeitig auch in der äußersten Schale ist, wird es als Valenzelektron oder Außenelektron bezeichnet. Mit diesem Elektron kann Wasserstoff zahlreiche Reaktionen eingehen.

In der typischsten Variation geht Wasserstoff eine sogenannte kovalente Verbindung ein, das heißt, es teilt sein Elektron mit anderen Elementen, die ihrerseits ein Elektron für die Bindung bereitstellen. Wasserstoff kann dieses nutzen, um den Edelgaszustand zu erreichen.

Als Edelgaszustand wird der Zustand beschrieben, wenn ein Element die gleiche Konfiguration, also Anordnung der Elektronen aufweist, wie die Edelgase, die Element der achten Hauptgruppe. Diese sind besonders reaktionsträge und energiearm.

Jegliche Verbindungen, die Wasserstoff mit anderen Elementen eingeht, werden als Hydride bezeichnet. Diese Bezeichnung hat sich allerdings nur im Fall von Verbindungen mit den ersten zwei Hauptgruppen durchgesetzt.

So wirst Du unter anderem Natriumhydrid (NaH) und Calciumhydrid (CaH2) finden, allerdings kein Schwefelhydrid.

Die Empfehlungen für die Bezeichnung wurden von der IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ausgesprochen. Diese ist allgemein zuständig für die Benennung von chemischen Strukturen.

In diesen Verbindungen hat Wasserstoff die höhere Elektronegativität. Das bedeutet konkret, dass es die Elektronen stärker anzieht als die anderen gebundene Elemente. Die Elektronen der Bindung befinden sich als hauptsächlich bei Wasserstoff. Für Wasserstoff resultiert das in der Oxidationszahl -1.

Die Oxidationszahl gibt an, wie viele Elementarladungen aufgenommen oder abgegeben wurden. Indem Wasserstoff dieses eine Elektron anzieht, hat es in der Theorie eine zusätzliche Elementarladung von -1.

Andere typische Verbindungen bestehen beispielsweise mit den Halogenen, den Elementen der siebenten Hauptgruppe. Diese werden als Wasserstoffhalogenide bezeichnet.

Beispiele dafür sind Wasserstoffchlorid (HCl) und Wasserstoffbromid (HBr).

In diesem Fall hat Wasserstoff dann die Oxidationszahl +1. Sowohl Chlor als auch Brom nehmen dem Wasserstoff das Elektron fast vollständig ab, daher fehlt dem Wasserstoff diese eine negative Ladung zum Ausgleich. Es wird durch das Proton im Inneren dominiert.

Mit dieser Erklärung ist die sicherlich aufgefallen, dass Wasserstoff dementsprechend Elektronen abgeben kann, diese aber auch aufnehmen kann. Stoffe, die dazu in der Lage sind, bezeichnest Du als Ampholyte.

Wasserstoff Nachweis

Natürlich macht Chemie am meisten Spaß, wenn es ganz viel Puff und Peng gibt. Daher wird Dir dieser Aspekt für Wasserstoff nicht vorenthalten. Wenn Du Chlor und Wasserstoff miteinander reagieren lässt, gibt es ganz besonders viel Puff und Peng. Dafür ist eine energetische Aktivierung notwendig. Die Energie kann in Form von Licht oder Wärme zugeführt werden. Das 1:1-Gemisch von Chlor und Wasserstoff wird als Chlorknallgas bezeichnet.

Die Reaktionsgleichung dafür sieht wie folgt aus:

Wasserstoff Reaktion Chlorknallgas Wasserstoffchlorid StudySmarter

Chlor + Wasserstoff → Wasserstoffchlorid

Die übliche Reaktion der Knallgasprobe findet dabei überwiegend nicht mit Chlor, sondern mit Sauerstoff statt, um die Reinheit eines Gases nachzuweisen. Deine unbekannte Probe wird in Gasform dabei in einem Reagenzglas aufgefangen und erhitzt. Wenn es in diesem Fall zu einem deutlich hörbaren Knall kommt, ist die Probe positiv und Wasserstoff ist vorhanden. Beschreiben lässt sich dieser Vorgang mit der folgenden Gleichung:

Wasserstoff Reaktionsgleichung Sauerstoff Knallgas Wasser StudySmarter

Sauerstoff + Wasserstoff → Wasser

Wasserstoff herstellen

Nach der einführenden Theorie gelangst Du nun an den Punkt, an dem die Spannung weiter steigt. Dabei spielt besonders die letzte Reaktion, die Du kennengelernt hast, eine wichtige Rolle. Tatsächlich funktioniert sie nämlich auch in die andere Richtung, um Wasserstoff herzustellen. Damit näherst Du Dich der Thematik, die in der Einleitung angesprochen wurde. Der hier gemeinte Prozess wird als Elektrolyse bezeichnet.

Sehr ausführliche Informationen zur Elektrolyse von Wasser findest Du in der entsprechenden Erklärung. Hier lernst Du nur die wichtigsten Grundlagen dafür.

Am besten beginnst Du erst einmal mit der Elektrolyse selbst.

Eine Elektrolyse beschreibt die Zersetzung eines Stoffs durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Im Fall der Elektrolyse von Wasser wird dieses in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgetrennt.

Diese Reaktion kann dann entsprechend durch die umgekehrte Reaktionsgleichung beschrieben werden.

Wasserstoff Reaktionsgleichung Elektrolyse StudySmarter

Wasser → Wasserstoff + Sauerstoff

Damit Du Dir dennoch besser vorstellen kannst, wie diese Apparatur aussieht, kannst Du die folgende Abbildung anschauen.

Wasserstoff herstellen Aufbau Elektrolyse StudySmarterAbbildung 2: Aufbau zur Elektrolyse von Wasser

Wasser wird also hineingegeben und durch das Anlegen eines Stroms in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten

Dies ist die häufigst verwendete Methode, um molekularen Wasserstoff (H2) herzustellen. Allerdings gibt es noch weitere Verfahren, die jedoch nicht so bekannt sind.

Erinnerst Du Dich noch an die Frage, warum der Wasserstoff aus Kanada grün sei? Tatsächlich hat Wasserstoff als Gas keine Farbe. Vielmehr geht es hier um die Herstellung von eben jenem Gas und wie viel gasförmiger CO2 dabei entsteht. Wenn er als Grün bezeichnet wird, dann wurde er mittels der gerade vorgestellten Elektrolyse hergestellt. Wichtig ist dabei, dass der verwendete Strom zur Spaltung des Wassers aus erneuerbaren Energien kommt. Es entsteht somit bei der Produktion kein CO2.

Wasserstoff Dampfreformierung

Eine dieser weiteren Methoden nennt sich Dampfreformierung. Sie wurde 1920 erfunden und nutzt hohe Temperaturen sowie hohen Druck, um Wasserstoff von den Ausgangsstoffen abzutrennen. Als solche werden Kohlenwasserstoffe wie Methan, aber auch Wasser verwendet. Zu Beginn der Reaktion entsteht dabei ein Synthesegas. Dieses ist eine Mischung aus Kohlenstoffmonoxid (CO) und eben jenem gewünschten Wasserstoff.

Eine Reaktionsgleichung dafür sieht wie folgt aus:

Wasserstoff Reaktionsgleichung Dampfreformierung StudySmarter

Methan + Wasserdampf ⇌ Kohlenstoffmonoxid + Wasserstoff

Anschließend wird eine Wassergas-Shift-Reaktion durchgeführt. Diese verringert den Anteil an Kohlenstoffmonoxid im Gemisch, um möglichst reinen Wasserstoff zu erhalten. Als Nebenprodukt entsteht hier jedoch Kohlenstoffdioxid (CO2).

Wasserstoff Reaktionsgleichung Kohlenstoffmonoxid Dampfreformierung StudySmarter

Kohlenstoffmonoxid + Wasser ⇌ Kohlenstoffdioxid + Wasserstoff

Pro Tonne Wasserstoff entstehen bei dieser Reaktion etwa zehn Tonnen CO2. Daher wird diese Form der Wasserstoffherstellung als Grau bezeichnet.

Wasserstoff – Weitere Möglichkeiten der Herstellung

Und natürlich gibt es weitere Formen, genauer gesagt Farben, wie Wasserstoff hergestellt werden kann. Du hast gerade den grauen Wasserstoff kennengelernt. Kann das entstehende CO₂ jedoch im Erdboden gespeichert werden und gelangt nicht in die Atmosphäre, wird dieser als Blau bezeichnet. Dabei musst Du jedoch wissen, dass maximal 90 % gespeichert werden können.

Die letzte Form der Wasserstoffherstellung wird Türkis genannt. Das dazu notwendige Verfahren ist unter dem Namen Kværner-Verfahren bekannt. Dabei entsteht bei der thermischen Spaltung von Methan fester Kohlenstoff, der jedoch im Boden gespeichert werden kann. Dieses Verfahren der Methanpyrolyse ist allerdings noch nicht vollständig ausgereift.

Wasserstoff Verwendung von Wasserstoff

Obwohl nur knapp 1 % der Erde aus Wasserstoff bestehen, kommt dieser in zahlreichen Verbindungen vor und wird daher auch benötigt, um eben jene herzustellen. Dazu gehören Salzsäure, Methanol und Anilin. Selbst Ammoniak wird aus Wasserstoff hergestellt.

Dieser wird vorrangig mithilfe des Haber-Bosch-Verfahrens hergestellt. Dafür ist noch Stickstoff notwendig, der zusammen mit Wasserstoff zu Ammoniak reagiert. Aus dem Produkt können dann weitere wichtige Produkte hergestellt werden, wie Düngemittel in der Landwirtschaft.

Wasserstoff wird zudem verwendet, um Metalloxide zu reduzieren. Wenn Wasserstoff mit diesen reagiert, entstehen Wasser und ein reines Metall. Somit können die abgebauten Erze, die meist als Oxide vorkommen, nutzbar gemacht werden.

Wasserstoff Brennstoffzelle

Da Du dieses Thema häufig in Verbindung mit der Verbrennung findest, will dieser Teil natürlich nicht zu kurz kommen. Wasserstoff kann also in Brennstoffzellen verwendet werden.

Dabei wird in den meisten Fällen eine Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) verwendet. Die hier stattfindende Reaktion wird als „kalte Verbrennung“ bezeichnet, da keine Wärmeenergie entsteht. Stattdessen kann direkt die elektrische Energie genutzt werden.

Der Aufbau einer solchen Wasserstoffbrennstoffzelle ist im Folgenden dargestellt:

Wasserstoff Wasserstoff-Brennstoffzelle Aufbau StudySmarterAbbildung 3: Aufbau einer Wasserstoff-Brennstoffzelle

Wie Du siehst, werden hier sowohl Wasserstoff (H2) als auch Sauerstoff (O2) eingeschleust. Beide Stoffe sind durch den Elektrolyten voneinander getrennt. Dieser sorgt dafür, dass Sauerstoff nicht hindurch gelangt, da der Elektrolyt nur für die Protonen des Wasserstoffs permeabel ist. Die Elektronen, die dafür abgegeben wurden, wandern von der Anode zur Kathode, wo sie Sauerstoff reduzieren. Dieser reagiert dann mit den Protonen zu Wasser (H2O).

Das Thema hört sich immer noch zu kompliziert für Dich an? Dann schau direkt in das StudySmarter Original zur Wasserstoff-Brennstoffzelle. Dort findest Du die einzelnen Aspekte noch einmal ausführlich erklärt.

Da Du das ganze chemisch betrachten willst, siehst Du in der folgenden Tabelle die jeweils stattfindenden Reaktionen der Oxidation von Wasserstoff an der Anode sowie der Reduktion von Sauerstoff an der Kathode. Die resultierende Gleichung daraus ist Dir bereits von weiter oben in dieser Erklärung bekannt.

SchrittReaktionsgleichung
OxidationWasserstoff Brennstoffzelle Oxidation Reaktionsgleichung StudySmarter
ReduktionWasserstoff Brennstoffzelle Reduktion Reaktionsgleichung StudySmarter
GesamtgleichungWasserstoff Brennstoffzelle Reaktionsgleichung StudySmarter

Warum ist an dieser Stelle Wasser in der Reaktionsgleichung notwendig?

Ganz einfach: Protonen sind sehr reaktiv und lagern sich dementsprechend schnell an negativ geladene Elektronenpaarbindungen an, wie Wasser sie besitzt. Sie kommen daher nur kurz als tatsächliche Protonen vor und benötigen hier einen Trägerstoff, der sich natürlich aufgrund der Reaktionsgleichung mit Wasser anbietet.

In diesem Kontext stellt sich natürlich die Frage, warum es in der Brennstoffzelle nicht zu einer Knallgasreaktion kommt, obwohl die Reaktionsgleichung offensichtlich die gleiche ist.

Ursache dafür ist, dass weder eine Zündquelle vorhanden ist, noch das Gemisch im richtigen Verhältnis für die Knallgasreaktion gemischt wird. Daher wird die gefährliche Reaktion unterdrückt. Die Gefahr von Wasserstoff besteht nur dann, wenn eine mögliche Zündquelle in die Nähe der Reaktion gebracht wird, die genügend Energie für die Knallgasprobe zuführt.

Wasserstoff Autos

Jetzt hast Du es endlich geschafft. Der Theorie-Teil ist hiermit abgeschlossen. Du widmest Dich nun der Anwendung von Wasserstoff und besonders der Wasserstoffbrennzelle. In diesem Kontext hast Du sicherlich schon von Wasserstoffautos gehört.

Erst einmal zu den positiven Neuigkeiten: Es gibt tatsächlich bereits wasserstoffbetriebene Autos als Hybride.Diese sind in der Lage, wasserstoffbetrieben zu fahren, aber auch wie bisher üblich durch Benzin oder Diesel angetrieben. Statistiken geben an, dass allein 2021 etwa 15.500 Wasserstoffautos verkauft worden sind. An einigen Tankstellen hast Du sicherlich auch schon die Formel H2 gesehen. An Autobahnen kann ebenfalls Wasserstoff getankt werden.

Seit dem 24.08.2022 fahren zudem die ersten fünf Züge über 126 km nur mit Wasserstoff betrieben! Und das im Regelbetrieb. Obwohl die Zukunft des Wasserstoffs vor einigen Jahren nicht besonders rosig aussah, scheint es einen Aufschwung zu geben. Die Wasserstoffautos glänzen mit weiteren Vorteilen wie:

  • kurze Tankzeit: In fünf Minuten ist das Auto voll beladen.
  • hohe Reichweite: Die Reichweite von Dieselfahrzeuge kann bisher durchaus erreicht werden.
  • geringe Explosionsgefahr bei Unfällen: Damit spielen hier wieder die Eigenschaften eine Rolle. Erinnerst Du Dich an die geringe Dichte von Wasserstoff? Er ist sogar deutlich leichter als Luft und steigt schnell auf. Im Fall von Unfällen ist die Gefahr somit sehr gering, dass es zu Explosionen kommt, deutlich geringer als bei Benzinern und Diesel-Fahrzeugen.

Doch zurück zum Anfang: Kann dieser tolle Wasserstoff das Klima retten?

Mit ein bisschen Forschung sicherlich!

Aktuell hat die Wasserstoffbrennzelle einen Wirkungsgrad von etwa 60 %. Im Auto selbst liegt der Wert der Elektrolyse nur bei 45 %. Durch die Umwandlung in Strom geht dann noch einmal die Hälfte verloren. Mit 25 bis 35 % Wirkungsgrad liegen die Wasserstoffautos damit deutlich hinter den batteriebetriebenen E-Autos zurück, die teilweise mit 80 % Wirkungsgrad glänzen können.

Kurzer Tipp, bevor es weitergeht: Der Wirkungsgrad bezeichnet das Verhältnis von frei werdender Energie, die genutzt werden kann, zu eingespeister Energie. Mit einem Wirkungsgrad von 25 % kann nur ein Viertel der potenziell möglichen Energie genutzt werden.

Besonders dieser Aspekt muss also noch ausgebaut werden, um Wasserstoffautos alltagstauglich zu machen. Dennoch wird großes Potenzial vor allem für die Luftfahrt sowie für Busse und LKWs gesehen. Wichtig ist dafür, dass die Herstellung möglichst grün ausfällt und der Import von grünem Wasserstoff aus Kanada ermöglicht die Verwendung auch in Deutschland. Bis es allerdings soweit ist, bleibt Wasserstoff erst einmal in der Chemie relevant für Dich.

Wasserstoff – Das Wichtigste

  • Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem. Es hat die Ordnungszahl 1 und hat somit in seinem Kern nur ein Proton. In der Atomhülle befindet sich entsprechend nur ein Elektron.
  • Es kommt in den Isotop Protium, Deuterium und Tritium vor.
  • Wasserstoff reagiert als Ampholyt, das heißt, er kann Elektronen aufnehmen, aber auch abgeben.
  • Die häufigsten Methoden zur Herstellung von Wasserstoff sind die Elektrolyse und die Dampfreformierung.
  • Wasserstoff kann zur Herstellung von anderen Substanzen verwendet werden, wie Salzsäure, Methanol und Ammoniak.
  • Wasserstoff erlaubt es, in Zukunft als Brennstoff in Autos verwendet zu werden und dadurch möglicherweise Benzin zu ersetzen. Dabei findet eine Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser statt. Die durch kalte Verbrennung frei werdende Energie kann dann als Antrieb genutzt werden.

Nachweise

  1. Binnewies et al. (2016). Allgemein und Anorganische Chemie - Wasserstoff. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.
  2. tagesschau.de (2022). Wasserstoff-Abkommen mit Kanada: Frischer Wind für | tagesschau.de (28.08.2022).
  3. bmbf.de (2022). Wissenswertes zu Grünem Wasserstoff - BMBF (28.08.2022).
  4. Abb. 1: Wasserstoff (Protium), Deuterium, Tritium (https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff#/media/Datei:Hydrogen_Deuterium_Tritium_Nuclei_Schmatic-de.svg) von Dirk Hünniger unter der Lizenz CC BY-SA 3.0.
  5. Abb. 2: Hofmannscher Zersetzungsapparat (https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserelektrolyse#/media/Datei:Hoffmannscher_Zersetzugs-app.svg) von Roland.chem unter der Lizenz CC0 1.0.
  6. Abb. 3: Schema einer Brennstoffzelle (https://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle#/media/Datei:Schema-Brennstoffzelle.svg) von derivative work: Matt (talk) Fuel_cell.svg: Original uploader was Nécropotame at fr.wikipedia - Fuel_cell.svg unter der Lizenz CC BY-SA 4.0.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Wasserstoff

Die häufigste Methode ist die Herstellung mittels Elektrolyse. Dabei wird Wasser durch Anlegen einer Spannung in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Weitere Methoden sind die Dampfreformierung und das Kvaerner-Verfahren. 

Aus Wasserstoff können viele Produkte hergestellt werden, wie zum Beispiel Anilin, Salzsäure und Methanol. Ein wichtiges Produkt stellt Ammoniak dar, der aus Wasserstoff und Stickstoff hergestellt wird.

Wasserstoff ist gefährlich, da es extrem entzündlich ist. Mischungen aus Sauerstoff beziehungsweise Luft und Wasserstoff können explosiv sein. 

Bei der Knallgasprobe wird aus einer unbekannten Probe ein Gas hergestellt und dieses dann in einem Reagenzglas erhitzt. Wenn es zu einem Knall kommt, ist der Nachweis positiv. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Wasser.

Finales Wasserstoff Quiz

Frage

Für die Wasserstoffbrennstoffzelle wird eine (1) ..... (PEMFC) verwendet. Die stattfindende Reaktion wird auch als (2) ..... bezeichnet, da keine (3) ..... entsteht. 

Antwort anzeigen

Antwort

(1) Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle 

(2) kalte Verbrennung 

(3) Wärmeenergie

Frage anzeigen

Frage

Welche Verbindungen können mittels Wasserstoff hergestellt werden? 

Antwort anzeigen

Antwort

  • Salzsäure 
  • Methanol 
  • Anilin 
  • Ammoniak

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder falsch? 

Wasserstoff wird als Blau bezeichnet, wenn bis zu 90 % des abgegebenen Kohlenstoffdioxids in der Erde gespeichert werden können. 

Antwort anzeigen

Antwort

Wahr

Frage anzeigen

Frage

Skizziere die Reaktionsgleichung der Wassergas-Shift-Reaktion aus der Dampfreformierung. 

Antwort anzeigen

Antwort

Wasserstoff Reaktionsgleichung von Kohlenstoffmonoxid und Wasser zu Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff StudySmarter

Kohlenstoffmonoxid + Wasser reagiert zu Kohlenstoffdioxid + Wasserstoff

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgabe erfüllt die Knallgasprobe? 

Antwort anzeigen

Antwort

Mit der Knallgasprobe kann Wasserstoff nachgewiesen werden. 

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder Falsch? 

Etwa 70 % der Erde bestehen aus Wasserstoff. 

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch

Frage anzeigen

Frage

Die türkisfarbene Herstellung von Wasserstoff ist auch unter dem (1) ..... bekannt. Dabei entsteht bei der (2) ..... Spaltung von Methan fester (3) ..... Dieses Verfahren wird auch als (4) ..... bezeichnet. 

Antwort anzeigen

Antwort

(1) Kvaerner-Verfahren 

(2) thermischen 

(3) Kohlenstoff

(4) Methanpyrolyse

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei der Dampfreformierung?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Dampfreformierung werden Kohlenwasserstoffe bei hohen Temperaturen und hohen Druck zu Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid umgesetzt.

Frage anzeigen

Frage

Definiere eine Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff!

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Elektrolyse beschreibt die Zersetzung eines Stoffs durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Im Fall der Elektrolyse von Wasser wird dieses in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgetrennt. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Farbe hat der Wasserstoff, wenn er mittels Dampfreformierung hergestellt wurde? 

Antwort anzeigen

Antwort

In diesem Fall wird er als Grau bezeichnet, da vergleichsweise viel CO₂ entsteht. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist grüner Wasserstoff? 

Antwort anzeigen

Antwort

Grüner Wasserstoff wird mittels einer Elektrolyse hergestellt. Der dafür notwendige Strom stammt ebenfalls aus erneuerbaren Energie. Es wird folglich auch kein CO2 dabei hergestellt. 

Frage anzeigen

Frage

Skizziere die Reaktionsgleichung der Knallgasprobe!


Antwort anzeigen

Antwort

Wasserstoff Reaktionsgleichung der Knallgasreaktion StudySmarter

Frage anzeigen

Frage

Welche Oxidationszahlen kann Wasserstoff in Verbindung haben? 

Antwort anzeigen

Antwort

In Verbindung hat er die Oxidationszahlen +1 oder -1. 

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei Isotope von Wasserstoff!

Antwort anzeigen

Antwort

  • Protium 
  • Deuterium 
  • Tritium 

Frage anzeigen

Frage

Welches Formelzeichen hat Wasserstoff? 

Antwort anzeigen

Antwort

Wasserstoff wird mit einem H abgekürt. 

Frage anzeigen

Frage

Nenne drei Vorteile der Wasserstoffautos!

Antwort anzeigen

Antwort

  • kurze Tankzeit 
  • hohe Reichweite
  • geringe Explosionsgefahr bei Unfällen 

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder falsch? 

Der Wirkungsgrad eines Wasserstoffautos liegt bei 60 %. 

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch

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