waterstofgas

Moleculaire waterstof of diwaterstof (H2) is de belangrijkste enkelvoudige stof van het chemisch element waterstof. Bij een normale temperatuur en druk is waterstof een smaakloos, reukloos, kleurloos en uiterst brandbaar gas, het zogenaamde waterstofgas. In de atmosfeer van onze aarde komt waterstof maar in zeer lage concentraties voor, namelijk 0,05 ppm. Dit komt doordat de dichtheid van waterstof heel erg laag is.

Waterstof is het lichtste gas op aarde en heeft bij een normale druk een kookpunt van 20,28 Kelvin en het smeltpunt ligt op 14,01 Kelvin. Diwaterstof is, onder normale omstandigheden, een mengsel van twee soorten moleculen. Zij verschillen van elkaar in de draairichting van de atoomkernen. Dit wordt ook wel spin genoemd. Deze twee stoffen noemt men orthowaterstof en parawaterstof (dit zijn echter geen isotopen). Is de druk en de temperatuur normaal dar bestaat diwaterstof voor 25% uit parawaterstof en voor 75% uit orthowaterstof. De onstabiele orthovorm bevindt zich een aangeslagen toestand. Hierdoor kan deze niet in zuivere vorm worden bereid. Doordat de twee vormen een ongelijk energieniveau hebben, hebben ze ook licht verschillende fysische eigenschappen. De smelt- en kookpunten van parawaterstof ligt zo bijvoorbeeld 0,1 Kelvin lager dan die van orthowaterstof, de zogenaamd normale verschijningsvorm van waterstof.

Doordat waterstofgas een zeer licht ontvlambare stof is, is er maar weinig van nodig om het te doen ontbranden, concentraties vanaf zo”n 4% in de lucht zijn al voldoende. Bij een temperatuur van 585 graden Celsius ontstaat er een spontane zelfontbranding van het mengsel van het waterstofgas en de lucht.