Wasserstoff: Was ist der Unterschied zwischen H, H2, H+, H- und OH-?

Die Unterscheidung zwischen diesen verschiedenen Formen von Wasserstoff kann für diejenigen von uns, die in der High School Chemie durchgefallen sind, verwirrend sein. Hier ist ein Versuch zur Klärung.

H = Atomarer Wasserstoff
Atomarer Wasserstoff ist die Nummer 1 im Periodensystem der Elemente. Er besteht aus einem Proton und einem ungepaarten Elektron, was bedeutet, dass er ein freies Radikal ist.
Ein Wasserstoffatom existiert jedoch selten allein, da sein ungepaartes Elektron eifrig nach einer Verbindung mit einem anderen Elektron sucht.

Die molekulare Form des Wasserstoffs ist häufiger.

H2 = Molekularer Wasserstoff

H2 ist ein Gas, das sich bildet, wenn sich zwei Wasserstoffatome miteinander verbinden und ein Wasserstoffmolekül bilden. H2 wird auch als molekularer Wasserstoff bezeichnet und besteht aus zwei Protonen und zwei Elektronen. Folglich ist es die häufigste Form des Wasserstoffs, da es stabil ist und eine neutrale Ladung hat. H2 ist kein freies Radikal. Es ist das Antioxidans in „wasserstoffreichem“ Wasser.

H2 ist das kleinste Molekül im Universum. Das bedeutet, dass es dorthin gelangen kann, wo nichts anderes hinkommt … auch in Ihre Mitochondrien, die die Kraftwerke Ihrer Zellen sind. Wasserstoffgas kann nicht in Plastik aufbewahrt werden, weil es die Wände des Behälters durchdringt.

H+ = Proton

Wenn das Wasserstoffatom ein Elektron verliert, bleibt nur ein Proton übrig. Es wird zum positiv geladenen Wasserstoff-Ion, dem H+. Dies ist die Form des Wasserstoffs, die das ATP-Enzym produziert, das unsere Zellen und Mitochondrien antreibt.

Das H+-Wasserstoffion ist die Grundlage der pH-Skala.

H:- = Hydrid

Hydrid ist ein Wasserstoffatom, das ein zusätzliches Elektron hat. Das bedeutet, dass es ein negativ geladenes Ion oder Anion ist. Deshalb hat das Hydrid-Ion (H-) das Minuszeichen, das es von einem normalen Wasserstoffatom (H) unterscheidet. Die zwei Punkte hinter dem H bedeuten, dass dieses Ion zwei Elektronen hat statt nur einem. Das zusätzliche Elektron bedeutet, dass H- kein freies Radikal ist, aber es ist nicht stabil, weil diese Form des Wasserstoffs eine sehr starke Base (extrem alkalisch) ist, die mit Wasser reagiert, um Hydroxid (OH) und molekularen Wasserstoff (H2) zu erzeugen.

H:- + H2O -> H2O + OH-

Hydrid (H:- ) reagiert auch mit Metallen zu chemischen Verbindungen, die Reduktionsmittel sind.

OH- = Hydroxid-Ion

Hydroxid (OH-) ist auch als Hydroxyl-Ion bekannt. Wenn Wasser dissoziiert oder in seine Bestandteile zerfällt, bildet es OH- (Hydroxid-Ionen) und H3O+ (Hydronium-Ionen).
2H2O ⇆ OH- und H3O+

Diese Reaktion ist reversibel. Das Hydroxid-Ion reagiert auch mit dem Hydronium-Ion (H3O+) zu zwei Wassermolekülen.

Das Hydroxid-Ion (OH- ) ist eine Base (alkalisch). Das Hydroxid-Ion ist kein freies Radikal oder ein Antioxidans. Gelöstes molekulares Wasserstoffgas (H2) ist das Antioxidans in „wasserstoffreichem“ Wasser.

Hydroxid (OH-) wird manchmal mit dem Hydroxylradikal (OH-) verwechselt. Der Punkt oben rechts vom OH zeigt ein ungepaartes Elektron an, was bedeutet, dass Hydroxyl ein freies Radikal ist, und zwar eines der reaktivsten Sauerstoffradikale. Hydroxid und Hydroxyl sind zwei völlig unterschiedliche Spezies. Es ist wichtig, sie nicht zu verwechseln.

H3O+ = Hydronium-Ion

Ein Wassermolekül (H20) plus ein Wasserstoff-Ion (H+) ergibt ein Hydronium-Ion (H3O+). Das H+-Ion ist ein einsames Proton mit einer starken Ladung. Es kann in einer wässrigen Lösung nicht allein existieren, da es sofort von den nicht geteilten Elektronen des Sauerstoffatoms von H2O angezogen wird. Das Ergebnis ist Hydronium (H3O+). Dieser Prozess ist reversibel. Zwei Wassermoleküle können dissoziieren, um Hydronium und Hydroxid zu bilden.
2H2O ⇆ OH- und H3O+
Experimente zeigen, dass das Proton (H+) sehr vielseitig ist. Es wechselt viele Male pro Sekunde von einem H2O-Partner zum anderen und bildet dabei ein neues H3O+-Ion.

pH = Wasserstoffpotenzial
pH steht für Wasserstoffpotenzial und ist eigentlich ein Maß für die Konzentration von Wasserstoffionen (H+) in einer Lösung. Wasser zerfällt (dissoziiert) in Protonen (H+) und Hydroxide (OH-). Diese Reaktion ist reversibel.

H2O ⇆ H+ und OH-
2H2O ⇆ OH- und H3O+

pH gibt an, ob Wasser sauer, neutral oder alkalisch ist. Mehr H+ = mehr sauer. Weniger H+ = alkalischer.

Da H+ sich sofort mit H2O zu H3O+ (Hydronium) verbindet, kann man den pH-Wert auch als Maß für die Konzentration von H3O+ in einer Lösung bezeichnen.

Die pH-Skala ist logarithmisch. Eine Erhöhung um 1 auf der pH-Skala führt zu einer 10-fachen Abnahme der Hydroniumionenkonzentration und eine Erhöhung um 3 auf der pH-Skala führt zu einer 1.000-fachen Abnahme der Hydroniumionenkonzentration.

Dieser Beitrag wurde am Sonntag, 27. Dezember 2015 um 7:24 Uhr veröffentlicht und wurde unter Ratgeber Wasseraufbereitung abgelegt.You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed.Both comments and pings are currently closed.

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