Hydrogen

1 skal 1
2 skal  
3 skal  
4 skal  
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Hydrogen
Navn på Tysk
Wasserstoff
Navn på Fransk
Hydrogène
Navn
Brint/Hydrogen
Symbol
H
Atomnummer
1
Atommasse
1,00794
Smeltepunkt
-259,14°C
Kogepunkt
-252,87°C
Massefylde
0,0899 g/L
Elektronnegativitet
2,2
Oxidationstrin
-1, +1
Isotopmasseområde
1 - 6
Klassifikation
ikke-Metal
 

Opdagelse
Hydrogen, som på dansk er bedre kendt under navnet brint, regnes sædvanligvis for at være blevet opdaget i 1766 af den engelske kemiker og fysiker H. Cavendish. Stoffet var dog blevet fremstillet adskillige gange før, uden at man var klar over, at der var tale om et nyt grundstof. Selv Cavendish var næppe klar over dette, men han var den første, som beskrev gassen hydrogen, som han kaldte 'the inflammable air from metals', d.v.s. 'den brændbare luft fra metaller'. Cavendish fremstillede hydrogen efter forskellige metoder f.eks. ved at behandle metal med syre. Han identificerede gassen som phlogiston og senere som en kemisk forbindelse mellem phlogiston og vand samtidig med, at han fejlagtigt troede, at hydrogenet kom fra metallet og ikke fra de anvendte syrer. Teorien om phlogiston fremsattes første gang i 1669 af den tyske kemiker J. J. Becher, men blev først senere klart formuleret af en anden tysk kemiker G. E. Stahl, som var Bechers elev. Phlogistonteorien regnes for den første omfattende videnskabelige teori inden for kemien, og den var almindelig anerkendt i næsten 100 år, før den franske kemiker A. L. Lavoisier aflivede den omkring år 1775. Ifølge phlogistonteorien antoges det, at ethvert stof som brænder, afgiver det flygtige stof phlogiston (af græsk 'phlogistos' = 'brændt'). Phlogiston kunne bortgå som gas og så optages af luften eller et andet phlogistonfattigt stof. Brændbare stoffer var med andre ord rige på phlogiston. At phlogistonteorien ikke passede med den masseforøgelse, man kunne iagttage ved forbrændingsprocesser, forklarede man ved at antage, at phlogiston havde en negativ masse. Efterhånden blev det dog mere og mere tydeligt, at teorien ikke kunne holde, og det lykkedes da heller aldrig at isolere phlogiston. Efter grundstoffet oxygens opdagelse i 1774 kunne Lavoisier derfor vælte teorien om phlogiston ved at forklare forbrændingsprocessen som en kemisk omsætning mellem det brændende stof og den atmosfæriske lufts indhold af oxygen. Herved blev det lettere at forstå, hvorfor en forbrænding er ledsaget af en vægtforøgelse.

Navn
Franske kemikere, deriblandt Lavoisier, foreslog at kalde Canvendish's gas for 'gaz hydrogéne', hvilket på latin blev til 'hydrogenium'. Ordet er oprindelig græsk, idet 'hydor' er 'vand' og 'genos' er 'slægt'. Vand indeholder således hydrogen, og der dannes vand, når hydrogen brænder. Det danske navn for hydrogen er brint. Dette blev foreslået af den danske fysiker og kemiker H. C. Ørsted i 1814, og navnet er afledt af 'at brænde'.

Egenskaber
Man har problemer med at indpasse hydrogen i Det Periodiske System, idet det dels har kemiske lighedspunkter med 1.hovedgruppes alkalimetaller (dannelse af en positiv ion med én ladning), dels med 7.hovedgruppes halogener (dannelse af negativ ion med én ladning). Hydrogenmolekylet består af to atomer, H2. Det er en farveløs, lugtløs gas. Hydrogen danner kemiske forbindelser med næsten alle andre grundstoffer. Sammen med carbon, oxygen og nitrogen indgår hydrogen i talrige organiske forbindelser. I luft brænder hydrogen til vand(damp):

2H
2 + O2 —> 2H2O

Hydrogen er den letteste af alle gasser. Deuterium 21H og tritium, 31H er i lighed med protium, 11H isotoper af hydrogen. Tungt vand, D
2O (D = deuterium) indeholder således den tunge deuteriumisotop i stedet for den lette protiumisotop. Tungt vand anvendes som moderator i visse atomreaktorer.

Forekomst
Hydrogen er det hyppigst forekommende grundstof i Universet, hvor det stammer fra de tidligste faser i Universets udvikling. På Jorden er det meste af det forekommende hydrogen bundet til oxygen i form af vand (vanddamp og is), H2O og til carbon i form af carbonhydrider i kul, jordolie og naturgas. Endelig findes hydrogen bundet til andre grundstoffer i mange mineraler.

Udvinding
Hydrogen kan fremstilles i stor målestok af methan og vanddamp ved 800°C.:

CH
4 + H2O —> 3H2 + CO
En anden metode er elektrolyse af vand. I mindre målestok fremstilles hydrogen sædvanligvis ved at behandle et uædelt metal f. eks. zink med fortyndet svovlsyre:

Zn + H
2SO4 —> H2 + ZnSO4

Anvendelse
Hydrogen bruges sammen med oxygen til svejsning og i fremstillingen af en hel række vigtige stoffer som ammoniak og methanol. Hydrogen anvendes også til fyldning af balloner og som raketbrændstof. Det tyske luftskib Hindenburg, som forliste ved New York i 1937, var fyldt med hydrogen, hvilket forårsagede en katastrofe, idet luftskibet eksploderede kort før landingen, da en gnist antændte hydrogenet. Mange regner med, at hydrogen bliver et af fremtidens vigtige motorbrændstoffer.

Miljø og Helse
Bortset fra eksplosionsfaren betragtes hydrogen ikke som farlig for dyr og mennesker. Imidlertid er en række hydrogenholdige kemiske forbindelser såsom saltsyre, HCl, flussyre, HF, hydrogencyanid ('blåsyre'), HCN og hydrogensulfid ('svovlbrinte'), H2S farlige stoffer at få på huden eller at indtage. Det er hydrogenionen, H+, som gør syrer sure.