Kiek molekulių yra laše vandens?

Ar kada pagalvojote, kiek atomų yra vandens laše ar kiek molekulių yra viename lašelyje? Atsakymas priklauso nuo jūsų apibrėžimo tūrio vandens lašelio. Vandens lašų dydis labai skiriasi, todėl šis pradinis skaičius apibūdina skaičiavimą. Likusi dalis yra paprastas chemijos skaičiavimas.

Panaudokime vandens lašo tūrį, kurį naudoja medicinos ir mokslo bendruomenė. Priimamas vidutinis vandens lašo tūris yra tiksliai 0,05 ml (20 lašų viename mililitre). Pasirodo, kad vandens laše yra daugiau kaip 1,5 lyties molekulės ir viename lašelyje yra daugiau nei 5 lyties atomų atomai.

Norėdami apskaičiuoti molekulės ir atomai vandens laše, jūs turite žinoti vandens cheminę formulę. Kiekvienoje vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas, sudarydami formulę H₂O. Taigi kiekvienoje vandens molekulėje yra 3 atomai.

Nustatykite molinę vandens masę. Tai padarykite sudėję vandenilio atomų ir deguonies atomų masę vandens molyje, suradę vandenilio ir deguonies atominę masę ant

masės vanduo = 2 x masės vandenilio + masės deguonies

masės vanduo = 2 x 1,008 + 16

masės vanduo = 18,016 g / mol

Kitaip tariant, vieno molio vandens masė yra 18,016 gramų.

Norėdami nustatyti vandens masę tūrio vienete, naudokite vandens tankį. vandens tankis iš tikrųjų kinta priklausomai nuo sąlygų (šaltas vanduo yra tankesnis; šiltas vanduo yra mažiau tankus), tačiau paprastai skaičiavimams naudojama vertė yra 1,00 g / ml (1 g / ml). Kitaip tariant, 1 mililitro vandens masė yra 1 gramas. Vandens lašas yra 0,05 ml vandens, taigi jo masė būtų 0,05 gramo.

Vienas molis vandens yra 18,016 gramo, taigi 0,05 gramo viename laše apgamų skaičius yra:

• molių vandens viename laše = 0,05 gramo x (1 mol / 18,016 gramų)
• molių vandens viename laše = 0,002775 molių

Pagaliau pasinaudokite Avogadro numeris norint nustatyti molekulių skaičių vandens laše. Remiantis Avogadro skaičiumi, yra 6.022 x 10²³ vandens molekulių vienam vandens moliui. Taigi, toliau mes apskaičiuosime, kiek molekulių yra vandens laše, kuriame mes nustatėme, kad yra 0,002775 moliai:

• molekulių vandens laše = (6,022 x 10²³ molekulės / mol) x 0,002275 mol
• molekulių vandens laše = 1,67 x 10²¹ vandens molekulės

Kitaip tariant, yra 1,67 lyties vandens molekulių vandens laše.

Dabar vandens lašelyje atomų skaičius yra 3 kartus didesnis už molekulių skaičių:

• atomai vandens laše = 3 atomai / molekulė x 1,67 x 10²¹ molekulės
• atomai vandens laše = 5,01 x 10²¹ atomai

Arba yra apie 5 sekstilionio atomai laše vandens.

Vienas įdomus klausimas yra tai, ar vandens laše yra daugiau atomų nei vandenyne yra vandens lašų. Norėdami nustatyti atsakymą, mums reikia vandens tūrio vandenynuose. Šaltinių vertinimu, tai yra nuo 1,3 milijardo km³ ir 1,5 km³. Naudosiu USGS (United States Geologic Survey) vertę - 1,338 milijardo km³ imties skaičiavimui, tačiau galite naudoti bet kurį skaičių, kurio norėtumėte.

1.338 km³ = 1,338 x 10²¹ litrų jūros vandens

Dabar jūsų atsakymas priklauso nuo jūsų lašo dydžio, todėl šį tūrį padalinsite iš jūsų lašo tūrio (0,05 ml arba 0,00005 L arba 5,0 x 10^-5 L yra vidurkis), norint gauti vandens lašų skaičių vandenyne.

vandens lašų skaičius vandenyne = 1,338 x 10²¹ litrų bendro tūrio / 5,0 x 10^-5 litrų už lašą

vandens lašų skaičius vandenyne = 2 676 x 10²⁶ lašai

Taigi vandenyne yra daugiau vandens lašų, ​​nei yra vandens laše atomų. Kiek dar lašų, ​​daugiausia priklauso nuo jūsų lašelių dydžio, tačiau yra nuo 1000 iki 100 000 vandens lašų vandenyne daugiau nei atomų vandens laše.

Gleickas, P.H. „Kur yra Žemės vanduo“. Žemės vandens pasiskirstymas. JAV geologijos tarnyba, 2006 m. Rugpjūčio 28 d.