Gondolkozott már azon azon, hogy hány atom van egy csepp vízben, vagy hány molekula van egy cseppen belül? A válasz az Ön definíciójától függ hangerő egy csepp víz. A vízcseppek drámai mértékben különböznek egymástól, tehát ez a kezdőszám határozza meg a számítást. A többi egy egyszerű kémiai számítás.
Használjuk a vízcsepp mennyiségét, amelyet az orvosi és tudományos közösség használ fel. Egy csepp víz elfogadott átlagos térfogata pontosan 0,05 ml (20 csepp / ml). Kiderült, hogy egy csepp vízben több mint 1,5 sextillion molekula van és cseppenként több mint 5 sextillion atom van.
A víz kémiai képlete
Számának kiszámításához molekulák és atomok egy vízcseppben, akkor ismernie kell a víz kémiai összetételét. Mindegyik vízmolekulában két hidrogénatom és egy oxigénatom van, így a H képlet alakul ki2O. Tehát minden vízmolekula 3 atomot tartalmaz.
A víz moláris tömege
Határozzuk meg a víz moláris tömegét. Ehhez úgy kell összeadni a hidrogénatomok és az oxigénatomok tömegét egy víz molban, hogy megnézheti a hidrogén és az oxigén atomtömegét a
periódusos táblázat. A hidrogén tömege 1,008 g / mol, az oxigén tömege 16,00 g / mol, tehát egy mol mol víz tömegét az alábbiak szerint lehet kiszámítani:tömeg víz = 2 x tömeg hidrogén + tömeg oxigén
víz tömege = 2 x 1,008 + 16
víz tömege = 18,016 g / mol
Más szavakkal, egy mol víz tömege 18,016 gramm.
A víz sűrűsége
A víz sűrűségével határozhatja meg a térfogat egységnyi víz tömegét. Az a víz sűrűsége valójában a körülményektől függően változik (a hideg víz sűrűbb; a meleg víz kevésbé sűrű), de a számításokban általában használt érték 1,00 g / ml (1 g / ml). Más szavakkal, 1 ml víz tömege 1 gramm. Egy csepp víz 0,05 ml víz, tehát tömege 0,05 gramm lenne.
Egy mól víz 18,016 gramm, tehát 0,05 grammban, egy cseppben, a vakondok száma:
- mól víz egy csepp = 0,05 gramm x (1 mol / 18,016 gramm)
- mól víz egy csepp = 0,002775 mól
Avogrado számának használata
Végül használja Avogadro száma hogy meghatározza a molekulák számát egy csepp vízben. Avogadro száma szerint 6.022 x 10 méret van23 vízmolekulák / mol víz. Ezután kiszámoljuk, hogy hány molekula van egy csepp vízben, amelynek meghatározása szerint 0,002775 mol:
- molekulák egy csepp vízben = (6,022 x 1023 molekulák / mol) x 0,002275 mol
- molekulák egy csepp vízben = 1,67 x 1021 vízmolekulák
Más szóval, vannak 1,67 sextillion vízmolekulák egy vízcseppben.
A vízcseppek atomszáma háromszorosa a molekulák számának:
- atomok egy csepp vízben = 3 atom / molekula x 1,67 x 1021 molekulák
- atomok egy csepp vízben = 5,01 x 1021 atomok
Vagy vannak körülbelül 5 sextillion atom egy csepp vízben.
Atomok egy csepp vízben vs. Csepp az óceánban
Érdekes kérdés az, hogy van-e több atom egy csepp vízben, mint amennyi vízcsepp van az óceánban. A válasz meghatározásához szükségünk van az óceánok vízmennyiségére. A források szerint ez 1,3 milliárd km-t tesz ki3 és 1,5 km3. Az USGS (United States Geologic Survey) 1,338 milliárd km-es értékét fogom használni3 a minta kiszámításához, de felhasználhatja a kívánt számot is.
1,338 km3 = 1,338 x 1021 liter tengervíz
Most a válaszod a csepp méretétől függ, tehát ezt a mennyiséget el kell osztani a csepp térfogatával (0,05 ml vagy 0,00005 L vagy 5,0 x 10-5 L az átlag), hogy az óceánban hány csepp víz legyen.
vízcseppek száma az óceánban = 1,338 x 1021 liter teljes térfogata / 5,0 x 10-5 liter / csepp
vízcseppek száma az óceánban = 2 676 x 1026 cseppek
Tehát több csepp víz van az óceánban, mint vannak atomok egy csepp vízben. Hány további csepp elsősorban a csepp méretétől függ, de vannak 1000 és 100 000 között több csepp víz van az óceánban, mint atomok egy csepp vízben.
Forrás
Gleick, P.H. "Hol van a Föld víz?" A Föld víz eloszlása. Amerikai geológiai szolgálat, 2006. augusztus 28.