Quante molecole ci sono in una goccia d’acqua?

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Secondo la tavola periodica, la massa dell’idrogeno è 1,008 g/mol e la massa dell’ossigeno è 16,00 g/mol; Quindi la massa di una mole di acqua è:

Massa dell’acqua = 2 x massa di idrogeno + massa di ossigeno,

vale a dire:

Massa dell’acqua = 2 x (1,008 g/mol) + 16,00 g/mol = 18,016 g/mol.

Pertanto, la massa di una mole di acqua è di 18,016 grammi.

densità dell’acqua

La densità dell’acqua viene utilizzata per trovare la massa per unità di volume. Bisogna tener conto che la densità dell’acqua varia in funzione della temperatura, per cui l’acqua a temperature più basse è più densa di quando è a temperature più alte. Il valore tipico del valore della densità dell’acqua è assunto pari a 1,00 g/m; Pertanto, 1 ml di acqua ha 1 grammo, ma una goccia d’acqua ha un volume inferiore al millimetro di cui si parla, quindi dovrebbe essere calcolata la massa per quel volume considerato di una goccia di 0,05 ml.

Massa di una goccia d’acqua = 1 g/mL x 0,05 mL = 0,05 grammi

Conoscendo la massa di una goccia d’acqua dalla sua densità, possiamo conoscere le moli che ci sono in quella massa, sapendo che le moli possono essere calcolate dalla massa divisa per la massa molecolare che è già stata calcolata in precedenza. .

Talpe in una goccia d’acqua = 0,05 grammi x (1 mol/18,016 grammi) = 0,02775 moli

Possiamo quindi dire che in una goccia d’acqua ci sono 0,002775 moli d’acqua.

Atomi, molecole e numero di Avogadro

Amadeo Avogadro propose per primo che il volume di un gas a una data pressione e temperatura fosse proporzionale al numero di atomi o molecole in quel gas, indipendentemente dal suo tipo. Sebbene non abbia determinato il rapporto esatto, è considerato lo scopritore di questa relazione tra le moli e il numero di molecole di un gas.

Il numero di Avogadro è fondamentale per comprendere sia la composizione delle molecole che le loro interazioni e combinazioni. Ad esempio, poiché un atomo di ossigeno si combina con due atomi di idrogeno per creare una molecola d’acqua (H 2 O), una mole di ossigeno (6.022,10 atomi di 23 O) si combina con due moli di idrogeno (2 × 6.022,10 atomi di 23 H) per formare una mole di H 2 O.

Un’altra proprietà del numero di Avogadro è che la massa di una mole di una sostanza è uguale al peso molecolare di quella sostanza. Ad esempio, il peso molecolare medio dell’acqua è di 18,016 unità di massa atomica (amu), quindi un peso molare dell’acqua è di 18,016 grammi.

Secondo questo, nei 16,00 g/mol di ossigeno, il numero di molecole d’acqua conterrebbe 6.022,10 23 atomi di ossigeno, ei 2,016 g di idrogeno che reagiscono con esso conterrebbero doppi (12.044,10 23 ) atomi di idrogeno.

I numeri molto grandi coinvolti nel conteggio delle particelle microscopiche potrebbero portare a inconvenienti, quindi è stato scelto di contare atomi e molecole usando l’unità chiamata mole. Pertanto, una mole contiene 6.022,10 23 delle particelle microscopiche che compongono la sostanza in questione.

Il numero di Avogadro è il numero di molecole in una mole. Ciò significa che per mole di acqua ci saranno 6.022,10 23 molecole d’acqua. Poiché abbiamo 0,002775 moli d’acqua in una goccia, potremmo calcolare quante molecole è come segue:

Molecole in una goccia d’acqua = (6.022,10 23 molecole/mol) x 0,002775 moli = 1,67,10 21 molecole d’acqua

Ci sono tre atomi per molecola di acqua. Sapendo questo, e conoscendo il numero di molecole, possiamo conoscere gli atomi che si trovano in una goccia d’acqua.

Atomi in una goccia d’acqua = (3 atomi/molecola) x 1.67.10 21 = 5.01.10 21 atomi

Quante gocce d’acqua ci sono nell’oceano?

Una volta conosciuti gli atomi in una goccia d’acqua, si potrebbe porre la seguente domanda, che sembra un paradosso: ci sono più atomi in una goccia d’acqua che gocce d’acqua nell’oceano? Per fare questo, bisogna sapere che la stima approssimativa dell’acqua negli oceani sulla Terra è di circa 1.338 miliardi di km 3 , che si traduce in 1.338,10 21 litri d’acqua.

In base al numero di litri, puoi scoprire il numero di gocce d’acqua nell’oceano, dividendo entrambe le quantità:

Numero di gocce d’acqua nell’oceano = 1.338,10 21 litri d’acqua / 5.0.10 -5 litri per goccia = 2.676,10 26 gocce

Questo numero di gocce è maggiore del numero di atomi, quindi si può concludere che ci sono più gocce d’acqua nell’oceano che molecole o atomi in una singola goccia d’acqua.

Riferimenti

Il numero di Avogadro e la talpa | Introduzione alla chimica . (2022). Estratto il 27 febbraio 2022 da https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/avogadros-number-and-the-mole/ 

Helmenstine, A. (2020). Quante molecole e atomi in una goccia d’acqua? Estratto il 27 febbraio 2022 da https://sciencenotes.org/how-many-molecules-and-atoms-in-a-drop-of-water/ 

Numero di atomi in una goccia d’acqua. (2016). Estratto il 27 febbraio 2022 da https://chem.libretexts.org/Ancillary_Materials/Exemplars_and_Case_Studies/Exemplars/Biology/Number_of_Atoms_in_a_Drop_of_Water

https://www.cientifiko.com/gota-de-agua/

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Laura Benítez (MEd)
(Licenciada en Química. Master en Educación) - AUTORA. Profesora de Química (Educación Secundaria). Redactora científica.

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