Winkler Prins

Anthony Winkler Prins (1870)

Gepubliceerd op 20-08-2018

Waterstof

betekenis & definitie

Waterstof (hydrogenium, H), een enkelvoudig ligchaam, bevindt zich in vrijen toestand in zeer geringe hoeveelheid in den dampkring, maar is, met zuurstof tot water (met 11,11% waterstof) verbonden, algemeen verspreid, — voorts met stikstof als ammoniak, met koolstof in vele waterstoffen (petroleum, moerasgas), — voorts met zuurstof en koolstof en vaak ook met stikstof in bewerktuigde ligchamen. Om waterstof te verkrijgen, ontleedt men water door middel van een metaal, dat de zuurstof opneemt, zoowel bij den gewonen (natrium) als bij een zeer verhoogden warmtegraad, bijv. door waterdamp over gloeijend ijzer te leiden, of men brengt ijzer of zink in aanraking met verdund zwavelzuur of zoutzuur:

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + 2H Zwavelzuur Zink Zwavelzuur zink Waterstof.

Onzuivere zelfstandigheden leveren alligt arsenik-, phosphor- of zwavelwaterstofhoudende waterstof. Uit zuivere zelfstandigheden ontwikkelt zich dat gas zeer langzaam, doch spoediger, wanneer men een stuk platina of een droppel van eene platina-oplossing in den toestel werpt. Men verkrijgt ook waterstof, wanneer men gegranuleerd zink met ijzeren spijkers en natronloog verwarmt, bij het strijken van waterdamp over gloeijende coaks en bij het verwarmen van houtskool met gebluschten kalk:

CaH2O2 + C → CaCO3 + 4H Gebluschte kalk Koolstof Koolzure kalk Waterstof.

Doet men voorts waterdamp over de verhitte massa strijken, dan wordt de bijtende kalk in den voormaligen toestand hersteld, zoodat men op nieuw waterstof kan verkrijgen, — eene methode, welke tot het bereiden van groote hoeveelheden waterstof wordt toegepast.

Ook lichtgas bevat waterstof, en men verkrijgt deze in zeer zuiveren toestand uit zink en kaliloog of door ontleding van water door middel van natrium of van een galvanischen stroom. Bij de ontbinding van bewerktuigde zelfstandigheden (bijv. bij de boterzure gisting) ontwikkelt zich vaak waterstof; ook vindt men dit gas in de uitgeademde lucht en in aanmerkelijke hoeveelheid in het darmgas. Het is zonder kleur, reuk of smaak, wordt door eene zeer sterke drukking en bij een zeer lagen warmtegraad tot eene staalblaauwe vloeistof verdigt, is een uiterst ligt ligchaam (met een soortelijk gewigt van 0,069), is in water veel minder oplosbaar dan zuurstof, zeer ontvlambaar en verbrandt met eene flaauwe, maar sterk verhittende vlam, waarin platinadraad wit-gloeijend wordt en een helder licht verspreidt. Waterstof ontvlamt ook, wanneer zij over eene platinaspons stroomt, en een mengsel van waterstof en zuurstof of dampkringslucht doet bij het aansteken eene sterke ontploffing ontstaan (knalgas). Men moet derhalve de waterstof, welke uit een ontwikkelingstoestel oprijst, niet aansteken vóórdat de lucht er geheel en al uit verwijderd is. Brengt men eene kleine waterstofvlam in eene aan beide uiteinden opene buis, dan ontstaan toonen, wier hoogte van de lengte en dikte dier buis afhankelijk is (chemische harmonica).

Bij een gewonen warmtegraad is waterstof nagenoeg indifferent; maar zij verbindt zich bij hoogere temperatuur met chloor en met eenige andere dergelijke elementen regtstreeks onder ontwikkeling van licht en warmte. De waterstofverbindingen zijn meerendeels gasvormig, althans vlugtig. Onderscheidene metalen kunnen groote hoeveelheden waterstof opslorpen zonder hun voorkomen als metaal te verliezen, zoodat men de verbinding beschouwen moet als eene legéring van het metaal met metallisch hydrogenium. Bij roodgloeihitte zijn platina, palladium en ijzer voor waterstof doordringbaar. Vele metaaloxyden leveren bij verwarming en vele reeds bij eene gewone temperatuur met waterstof metaal en water.

Vele zwavelmetalen en chloormetalen worden onder het vormen van zwavelwaterstof en chloorwaterstof door waterstof gereduceerd. Vooral bewerkt de waterstof bij haar ontstaan eene sterke reductie. Waterstof is éénwaardig en vormt met zuurstof water (H2O) en waterstofsuperoxyde (H2O2, zie onder). Zij dient vooral ook tot het vullen van luchtballons, tot het maken van vuur (toestel van Döbereiner), tot het bereiden van knalgas en tot verlichting, waartoe men goedkoop verkregen waterstof vermengt met koolwaterstofdamp, of platinadraad in eene waterstofvlam verwarmt. De waterstof is in 1766 door Cavendish ontdekt.

Waterstofsuperoxyde (H2O2) ontstaat zeer dikwijls bij oxydatie, maar steeds in geringe hoeveelheden, en bevindt zich dientengevolge ook in den dampkring. Om het te verkrijgen, vermengt men 17 deelen gekristalliseerd bijtend baryt met 3 deelen chloorzure kali, wrijft ze tot een fijn poeder, smelt ze bij eene zachte warmte, wascht het overblijvende uit en giet na afkoeling daarop eene oplossing van 8 deelen glasachtig phosphorzuur in 25 deelen water, dat men met ijs afkoelt. De vloeistof, van het phosphorzuur barium afgegoten, kan men in eene vacuumpan boven zwavelzuur concentreren. Waterstofsuperoxyde vormt een kleurloozen stroop met een eigenaardigen reuk en een zamentrekkenden, bitteren smaak. Het lost op in water en alkohol, doch niet gemakkelijk in aether, heeft een soortelijk gewigt van 1,452, verstijft niet bij —30° C., wordt zeer gemakkelijk ontleed in water en zuurstof en heeft dientengevolge eene oxydérende werking. Waterstofsuperoxyde veroorzaakt op de tong eene witte vlek; het doet vele verwstoffen verbleeken en geeft aan de haren eene aschblonde kleur. Men bezigt het om die reden als een schoonheidssmiddel (golden hair wash), alsmede tot restauratie van oude schilderijen in olieverf. Het zou een uitmuntend bleekmiddel wezen, zoo het voor geringer prijs te bekomen was.