Ile cząsteczek znajduje się w kropli wody?

Zgodnie z układem okresowym masa wodoru wynosi 1,008 g/mol, a masa tlenu 16,00 g/mol; Zatem masa jednego mola wody wynosi:

Masa wody = 2 x masa wodoru + masa tlenu,

to jest do powiedzenia:

Masa wody = 2 x (1,008 g/mol) + 16,00 g/mol = 18,016 g/mol.

Dlatego masa jednego mola wody wynosi 18,016 gramów.

gęstość wody

Gęstość wody służy do znalezienia masy na jednostkę objętości. Należy pamiętać, że gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą, więc woda w niższych temperaturach jest gęstsza niż w wyższych temperaturach. Przyjmuje się, że typowa wartość gęstości wody wynosi 1,00 g/m; tak więc 1 ml wody ma 1 gram, ale kropla wody ma objętość mniejszą niż milimetr, o którym mówimy, więc należałoby obliczyć masę dla tej rozważanej objętości kropli 0,05 ml.

Masa kropli wody = 1 g/ml x 0,05 ml = 0,05 grama

Znając masę kropli wody na podstawie jej gęstości, możemy poznać liczbę moli zawartych w tej masie, wiedząc, że mole można obliczyć z masy podzielonej przez obliczoną wcześniej masę cząsteczkową. .

Mole w kropli wody = 0,05 grama x (1 mol/18,016 grama) = 0,02775 mola

Dlatego możemy powiedzieć, że w kropli wody jest 0,002775 moli wody.

Atomy, cząsteczki i liczba Avogadra

Amadeo Avogadro jako pierwszy zaproponował, że objętość gazu przy danym ciśnieniu i temperaturze jest proporcjonalna do liczby atomów lub cząsteczek w tym gazie, niezależnie od jego rodzaju. Chociaż nie określił dokładnego stosunku, jest uważany za odkrywcę tego związku między molami a liczbą cząsteczek gazu.

Liczba Avogadro ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia zarówno składu cząsteczek, jak i ich interakcji i kombinacji. Na przykład, ponieważ jeden atom tlenu połączy się z dwoma atomami wodoru, tworząc cząsteczkę wody (H ₂ O), jeden mol tlenu (6 022,10 ²³ atomów O) połączy się z dwoma molami wodoru (2 × 6 022,10 ²³ atomów H), tworząc tworzą jeden mol _H2O .

Inną właściwością liczby Avogadro jest to, że masa jednego mola substancji jest równa masie cząsteczkowej tej substancji. Na przykład średnia masa cząsteczkowa wody wynosi 18,016 jednostek masy atomowej (amu), więc masa molowa wody wynosi 18,016 gramów.

Zgodnie z tym w 16,00 g/mol tlenu liczba cząsteczek wody zawierałaby 6 022,10 ²³ atomów tlenu, a 2,016 g wodoru, który z nim reaguje, zawierałoby podwójne (12 044,10 ²³ ) atomy wodoru.

Bardzo duże liczby związane z liczeniem mikroskopijnych cząstek mogą prowadzić do niedogodności, dlatego do liczenia atomów i cząsteczek wybrano jednostkę zwaną molem. Tak więc mol zawiera 6 022,10 ²³ mikroskopijnych cząstek, z których składa się dana substancja.

Liczba Avogadro to liczba cząsteczek w molu. Oznacza to, że na mol wody przypadać będzie 6 022,10 ²³ cząsteczek wody. Ponieważ mamy 0,002775 mola wody w kropli, możemy obliczyć, ile to jest cząsteczek w następujący sposób:

Cząsteczki w kropli wody = (6022,10 ²³ cząsteczek/mol) x 0,002775 moli = 1,67,10 ²¹ cząsteczek wody

W cząsteczce wody są trzy atomy. Wiedząc o tym i znając liczbę cząsteczek, możemy poznać atomy znajdujące się w kropli wody.

Atomy w kropli wody = (3 atomy/cząsteczka) x 1,67,10 ²¹ = 5,01,10 ²¹ atomów

Ile kropel wody jest w oceanie?

Znając atomy w kropli wody, można postawić następujące pytanie, które wydaje się paradoksem: czy w kropli wody jest więcej atomów niż kropli wody w oceanie? Aby to zrobić, trzeba wiedzieć, że przybliżona ilość wody w oceanach na Ziemi wynosi około 1338 miliardów km ³ , co przekłada się na 1338,10 ²¹ litrów wody.

Na podstawie liczby litrów możesz obliczyć liczbę kropel wody w oceanie, dzieląc obie wielkości:

Liczba kropel wody w oceanie = 1338,10 ²¹ litrów wody / 5.0.10 ^-5 litrów na kroplę = 2676,10 ²⁶ kropli

Ta liczba kropel jest większa niż liczba atomów, więc można wywnioskować, że w oceanie jest więcej kropel wody niż cząsteczek lub atomów w jednej kropli wody.

Bibliografia

Liczba Avogadro i kret | Wprowadzenie do chemii . (2022). Pobrano 27 lutego 2022 r. z https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/avogadros-number-and-the-mole/ 

Helmenstine, A. (2020). Ile cząsteczek i atomów w kropli wody? Pobrano 27 lutego 2022 r. z https://sciencenotes.org/how-many-molecules-and-atoms-in-a-drop-of-water/ 

Liczba atomów w kropli wody. (2016). Pobrano 27 lutego 2022 z 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/