Колико молекула је у капи воде?

Да ли сте се икад запитали колико атома је у капљици воде или колико молекула је у једној капљици? Одговор зависи од ваше дефиниције запремина капљице воде. Капи воде се значајно разликују у величини, тако да овај почетни број дефинише израчун. Остатак је једноставан хемијски прорачун.

Користимо количину капљице воде коју користи медицинска и научна заједница. Прихваћена просечна запремина капи воде је тачно 0,05 мл (20 капи по милилитру). Испада да постоји преко 1,5 молекула секстилиона у капљици воде и више од 5 атома секстилиона по капљици.

Да би се израчунао број молекули и атоме у капљици воде, морате да знате хемијску формулу воде. У свакој молекули воде постоје два атома водоника и један атом кисеоника, што чини формулу Х₂О. Дакле, сваки молекул воде садржи 3 атома.

Одредите моларну масу воде. Учините то додавањем масе атома водоника и атома кисеоника у молу воде тако што ћете потражити атомску масу водоника и кисеоника на Периодни систем. Маса водоника је 1.008 г / мол, а маса кисеоника 16.00 г / мол, тако да се маса мола воде може израчунати на следећи начин:

маса воде = 2 к маса водоника + маса кисеоника

маса воде = 2 к 1.008 + 16

маса воде = 18.016 г / мол

Другим речима, један мол воде има масу 18.016 грама.

Помоћу густине воде одредите масу воде по јединици запремине. Тхе густина воде заправо варира у зависности од услова (хладна вода је гушћа; топла вода је мање густа), али вредност која се обично користи у прорачунима је 1,00 грама по милилитру (1 г / мЛ). Другим речима, 1 милилитар воде има масу од 1 грама. Кап воде је 0,05 мл воде, тако да би њена маса била 0,05 грама.

Један мол воде је 18.016 грама, па у 0,05 грама, у једној капи, број молова износи:

• молова воде у једној капи = 0,05 грама к (1 мол / 18.016 грама)
• молова воде у једној капи = 0,002775 молова

На крају, користите Авогадров број за одређивање броја молекула у капљици воде. Авогадров број говори да је 6.022 к 10²³ молекула воде по молу воде. Дакле, наредно израчунавамо колико молекула има у капљици воде за коју смо утврдили да садржи 0,002775 молова:

• молекула у капљици воде = (6.022 к 10²³ молекула / мол) к 0,002275 молова
• молекула у капљици воде = 1,67 к 10²¹ молекули воде

Другим речима, постоје 1,67 молекула сектилијун воде у капљици воде.

Сада је број атома у капљици воде 3к број молекула:

• атома у капљици воде = 3 атома / молекула к 1,67 к 10²¹ молекули
• атома у капљици воде = 5,01 к 10²¹ атома

Или, постоје отприлике 5 атома секстилиона у капљици воде.

Једно занимљиво питање је да ли у капи воде има више атома него што има капља воде у океану. Да бисмо одредили одговор, потребна нам је количина воде у океанима. Извори процењују да је то између 1,3 милијарде км³ и 1,5 км³. Користићу УСГС (Унитед Статес Геологиц Сурвеи) вредност од 1,338 милијарди км³ за израчунавање узорка, али можете користити који год број желите.

1.338 км³ = 1.338 к 10²¹ литара морске воде

Сада, ваш одговор зависи од величине ваше капи, па ту количину поделите на запремину ваше капи (0,05 мл или 0,00005 Л или 5,0 к 10^-5 Л је просек) да бисте добили број капи воде у океану.

број капи воде у океану = 1.338 к 10²¹ литара укупне запремине / 5,0 к 10^-5 литра по капи

број капи воде у океану = 2.676 к 10²⁶ капи

Дакле, у океану има више капи воде него што има атома у капљици воде. Колико још капи зависи углавном од величине ваших капи, али постоје између 1.000 и 100.000 више капи воде у океану него атома у капљици воде.

Глеицк, П.Х. "Где је вода на Земљи." Земаљска дистрибуција воде. Амерички геолошки преглед, 28. августа 2006.