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Knallgas-ReaktionZoomA-Z

Fachgebiet - Anorganische Chemie

Die Knallgas-Reaktion ist die unter bestimmten Bedingungen explosionsartigverlaufende Reaktion von elementarem Wasserstoff mit Sauerstoff:

2 H2 (g) + O2 (g)2 H2O (g) + 485kJ bzw.2 H2 (g) +O2 (g) 2 H2O (g) ΔH=242 kJmol-1

Während Wasserstoff und Sauerstoff bei Raumtemperatur nur mit unmessbar geringer Geschwindigkeit miteinander reagieren, erfolgt bei erhöhten Temperaturen (ab 600 °C), in Anwesenheit eines Katalysators oder durch energiereiche UV-Strahlung die Umsetzung der Elemente sehr schnell unter Freisetzung großer Energiemengen (Explosion).

Ausgelöst wird die Reaktion durch eine homolytische Spaltung des Wasserstoffs mittels Wärme oder UV-Licht (Homolyse):

H22H·

Auch durch die Adsorption der H2-Moleküle an einer Katalysatoroberfläche, z.B. fein verteiltem Platin oder Palladium, wird die H-H-Bindung so stark gelockert, dass die Umsetzung mit Sauerstoff ohne weitere Aktivierung ablaufen kann.

Die gebildeten Radikale (atomarer Wasserstoff) führen nun zu einer verzweigten Kettenreaktion, bei der sekundär pro Reaktionsschritt zwei neue Radikale als rektionsfähige Teilchen entstehen:

Kettenreaktion

H·+ O2H-O¯¯··O¯¯··O¯¯·+H2H-O¯¯· + H·H-O¯¯·+ H2H2O + H·

Der Kettenabbruch erfolgt durch Vereinigung der freien Radikale zu stabilen Molekülen, wobei die dabei frei werdende Energie durch andere Stoßpartner (Moleküle, Gefäßwand) aufgenommen wird.

Als Zwischenprodukt entsteht bei der Knallgas-Reaktion auch Wasserstoffperoxid, H2O2, das bei den vorherrschenden Reaktionsbedingungen jedoch laufend wieder zersetzt wird.

Siehe auch: Chlorknallgas-Reaktion

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

WasserstoffLevel 145 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über das Element Wasserstoff einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung des Elements sowie ausgesuchter Verbindungen.