Waterstof - Scheikundig element, symbool H, atoomgewicht 1.008, komt in de natuur in hoofdzaak verbonden voor in het water. In vrijen toestand is het in kleine hoeveelheid in de lucht aanwezig, althans voor zoover die voor ons direct bereikbaar is; op groote hoogte komt het waarschijnlijk in groote hoeveelheid voor. Op de zon en in een aantal sterren is het aangetoond door middel van de spectraalanalyse; ja, sommige sterren schijnen ergrootendeels uit te bestaan. Van de verbindingen, waaruit levende wezens bestaan, vormt w. meestal een bestanddeel.
Men verkrijgt w. uit haar verbindingen direct door verhitting. In het lichtgas komt het op deze wijze gevormd voor, n.l. door ontleding van koolwaterstofverbindingen. Door de temperatuur zeer hoog op te voeren, is het zelfs mogelijk om alle koolwaterstofverbindingen te ontleden en practisch zuivere waterstof te maken. (Dessauer ballongas). Door electrolyse vooral van waterige oplossingen, van zuren, basen en van zouten van de metalen, die water ontleden, b.v. keukenzout. Technisch krijgt men aldus w. als bijproduct van de electrolytische chloorbereiding uit keukenzout. Door de inwerking van verschillende stralen, b.v. ultraviolette stralen of radiumstralen op water. Wellicht kunnen op deze wijze een aantal processen in den bodem een verklaring vinden. Door verdringen van de waterstof van waterstofverbindingen vooral door metalen, soms door koolstof.
Hiertoe behoort de inwerking van zink, ijzer en de minder edele metalen op zuren als zoutzuur of zwavelzuur, die in het laboratorium voor de bereiding van w. dienen. Technisch is de inwerking van cokes op waterdamp van belang, daar het aldus gevormde watergas een mengsel van waterstof en kooloxyd als brandstof toepassing vindt. Verschillende lagere organismen zijn in staat, waterstof te vormen uit organische stoffen, welke echter vaak verder inwerkt. W. is het lichtste gas, dat wij kennen. 1 L. weegt bij 0° en 760 m.M. druk 0,09 Gr., dat is minder dan 1/14 van het gewicht van de lucht. Het behoort tot de z.g. permanente gassen, d.w.z. dat zijn critische temperatuur zeer laag ligt, zoodat het niet door enkele samenpersing is vloeibaar te krijgen. Het is het eerst als een nevel gezien door Cailletet 1878, in 1897 door Dewar als vloeistof gemaakt. Het vormt een kleurlooze beweeglijke vloeistof, die onder een atmosfeer-druk kookt bij —252,5°. De kritische temperatuur is —240,8°, de kritische druk 15 atmosferen.
Bij —258° wordt het vast tot een witte sneeuwachtige massa. W. is als gas een goede geleider van warmte en electriciteit. Crookes schat de hoeveelheid in de 12 K.M. dikke buitenste aardkorst op 2.2 %. W. vertoont onder bepaalde omstandigheden een eenvoudig spectrum, dat men het eerst in een enkele formule heeft kunnen weergeven. Dit is het uitgangspunt geweest voor onderzoekingen over den bouw van het atoom, die voor betrekkelijk korten tijd hebben geleid tot het opstellen van een model, het z.g. atoommodel van Bohr, volgens hetwelk het w. atoom zou bestaan uit een grootere positieve kern, waaromheen op zeer grooten afstand een electron, dus een klein negatief geladen deeltje rondloopt. Chemisch is w. gekenmerkt door zijn neiging tot zuurstof en de halogenen, waarmede het zich, althans met fluor en chloor, met groote heftigheid verbindt. Ook met zwavel, stikstof en een aantal metalen, b.v. kalium, calcium, is directe verbinding mogelijk, terwijl de sterke absorptie, die platina en palladium, vooral in fijnverdeelden toestand, voor w. vertoonen, voor een deel vermoedelijk aan een verbinding is toe te schrijven. Dergelijke absorptieverschijnselen treden, zij het ook in mindere mate, op bij nikkel en ijzer, die evenals bovengenoemde metalen het gas doorlaten, als zij gloeiend zijn. W. vindt toepassing wegens zijn laag soortelijk gewicht als vulling voor luchtschepen, waar echter zijn brandbaarheid een groot bezwaar is, zoodat men ertoe neigt, het wel is waar zwaardere en duurdere helium voor dit doel te nemen, als men maar over voldoende hoeveelheden kan beschikken; wegens zijn neiging zich met zuurstof te verbinden onder groot warmte-effekt, als middel tot het bereiken van hooge temperaturen, in ons gewone lichtgas, in de huishouding en techniek, waarbij men door het gebruik van zuivere zuurstof de temperatuur nog kan opvoeren. Het wordt hier echter voor een deel verdrongen door het acetyleen, dat een nog heeter vlam geeft en dus b.v. voor autogeen lasschen een aantal voordeelen bezit.
De verbindingsneiging tot zuurstof, die zich niet tot de vrije zuurstof bepaalt, maakt de w. tot een waardevol hulpmiddel tot het onttrekken van dit element aan verschillende verbindingen, dus tot het uitvoeren van reducties. Daarbij kan men vaak gebruik maken van de katalytische werkingen, die door absorptie in platina en andere metalen worden teweeggebracht. Bekend zijn de gasaanstekers, die uit een met fijnverdeeld platina bedekt materiaal bestaan. Op een dergelijke wijze werkt nikkel bij het harden van vetten door w. Eindelijk is ook de waterstof in het groot gebruikt om er door directe verbinding met stikstof amoniak van te maken. Waterstof vormt een bestanddeel van een zeer groot aantal belangrijke verbindingen. Daaronder nemen de zuren een afzonderlijke plaats in, daar zij hun eigenschap zuur te zijn, danken aan het daarin aanwezige waterstof-ion.
Het groote technische belang van w., speciaal voor het harden van vetten (zie VETHARDING), de ballonvulling, en de ammoniaksynthese volgens Haber (zie STIKSTOFBINDING) hebben tal van processen doen ontstaan voor de goedkoope bereiding op groote schaal. Wij noemen daarvan:
1) de gewinning door electrolyse, hetzij opzettelijk door electrolyse van water (verdunde natronloog), of als nevenproduct bij de electrolytische bereiding van natronloog uit het chloride. Indien het geheel vrij van zuurstof moet zijn, zooals b.v. voor het Haber-procédé, dan dient men te electrolyseeren met een poreus tusschenschot tusschen de electroden ;
2) uit watergas, a. door dit direct met vloeibare lucht te koelen, waardoor het kooloxyd condenseert, of b. door het watergas met stoom bij 450° C. over een ijzeroxyd-katalysator te voeren, waardoor het overgaat in koolzuur en waterstof, en hieruit het eerste door afkoeling te verwijderen. (Badische Anilinund Sodafabrik). De laatste resten kooloxyde kunnen met natronkalk bij 180° C. worden weggenomen als formiaat;
3) uit metalen met stoom, speciaal ijzer met stoom. Dit vormt ijzeroxyde en w. Het ontstane oxyde wordt dan door watergas weer gereduceerd tot ijzer (Messerschmitt);
4) duurder, maar b.v. bij het leger te velde veel gebruikt, is de ontwikkeling uit silicium of hoogprocentig ferrosilicium met kokende natronloog. Ook calcium of calciumhydride zijn hiervoor gebruikt. Alle drie zijn afkomstig van Jaubert.
