Combien y a-t-il de molécules dans une goutte d’eau ?

Selon le tableau périodique, la masse d’hydrogène est de 1,008 g/mol et la masse d’oxygène est de 16,00 g/mol ; Ainsi, la masse d’une mole d’eau vaut :

Masse d’eau = 2 x masse d’hydrogène + masse d’oxygène,

c’est-à-dire:

Masse d’eau = 2 x (1,008 g/mol) + 16,00 g/mol = 18,016 g/mol.

Par conséquent, la masse d’une mole d’eau est de 18,016 grammes.

densité de l’eau

La densité de l’eau est utilisée pour trouver la masse par unité de volume. Gardez à l’esprit que la densité de l’eau varie avec la température, de sorte que l’eau à des températures plus basses est plus dense que lorsqu’elle est à des températures plus élevées. La valeur typique de la valeur de la densité de l’eau est prise égale à 1,00 g/m; ainsi, 1 ml d’eau a 1 gramme, mais une goutte d’eau a un volume inférieur au millimètre dont nous parlons, il faudrait donc calculer la masse pour ce volume considéré d’une goutte de 0,05 ml.

Masse d’une goutte d’eau = 1 g/mL x 0,05 mL = 0,05 gramme

Connaissant la masse d’une goutte d’eau à partir de sa densité, on peut connaître les moles qui sont dans cette masse, sachant que les moles peuvent être calculées à partir de la masse divisée par la masse moléculaire qui a déjà été calculée précédemment. .

Moles dans une goutte d’eau = 0,05 grammes x (1 mol/18,016 grammes) = 0,02775 moles

Par conséquent, nous pouvons dire que dans une goutte d’eau, il y a 0,002775 mole d’eau.

Atomes, molécules et nombre d’Avogadro

Amadeo Avogadro a d’abord proposé que le volume d’un gaz à une pression et une température données soit proportionnel au nombre d’atomes ou de molécules dans ce gaz, quel que soit son type. Bien qu’il n’ait pas déterminé le rapport exact, il est considéré comme le découvreur de cette relation entre les moles et le nombre de molécules d’un gaz.

Le nombre d’Avogadro est fondamental pour comprendre à la fois la composition des molécules et leurs interactions et combinaisons. Par exemple, puisqu’un atome d’oxygène se combinera avec deux atomes d’hydrogène pour créer une molécule d’eau (H ₂ O), une mole d’oxygène (6 022,10 ²³ atomes O) se combinera avec deux moles d’hydrogène (2 × 6 022,10 ²³ atomes H) pour forment une mole de H ₂ O.

Une autre propriété du nombre d’Avogadro est que la masse d’une mole d’une substance est égale au poids moléculaire de cette substance. Par exemple, le poids moléculaire moyen de l’eau est de 18,016 unités de masse atomique (uma), donc un poids molaire d’eau est de 18,016 grammes.

D’après cela, dans les 16,00 g/mol d’oxygène, le nombre de molécules d’eau contiendrait 6 022,10 ²³ atomes d’oxygène, et les 2,016 g d’hydrogène qui réagissent avec lui contiendraient le double (12 044,10 ²³ ) atomes d’hydrogène.

Les très grands nombres impliqués dans le comptage des particules microscopiques pourraient entraîner des inconvénients, c’est pourquoi il a été choisi de compter les atomes et les molécules en utilisant l’unité appelée mole. Ainsi, une mole contient 6 022,10 ²³ des particules microscopiques qui composent la substance en question.

Le nombre d’Avogadro est le nombre de molécules dans une taupe. Cela signifie que par mole d’eau, il y aura 6 022,10 ²³ molécules d’eau. Puisque nous avons 0,002775 mole d’eau dans une goutte, nous pourrions calculer le nombre de molécules comme suit :

Molécules dans une goutte d’eau = (6 022,10 ²³ molécules/mol) x 0,002775 moles = 1,67,10 ²¹ molécules d’eau

Il y a trois atomes par molécule d’eau. Sachant cela et connaissant le nombre de molécules, nous pouvons connaître les atomes qui se trouvent dans une goutte d’eau.

Atomes dans une goutte d’eau = (3 atomes/molécule) x 1.67.10 ²¹ = 5.01.10 ²¹ atomes

Combien y a-t-il de gouttes d’eau dans l’océan ?

Une fois connus les atomes d’une goutte d’eau, on peut se poser la question suivante, qui semble paradoxale : y a-t-il plus d’atomes dans une goutte d’eau que de gouttes d’eau dans l’océan ? Pour ce faire, il faut savoir que l’estimation approximative de l’eau dans les océans sur Terre est d’environ 1 338 milliards de km ³ , ce qui se traduit par 1 338,10 ²¹ litres d’eau.

Sur la base du nombre de litres, vous pouvez connaître le nombre de gouttes d’eau dans l’océan, en divisant les deux quantités :

Nombre de gouttes d’eau dans l’océan = 1 338,10 ²¹ litres d’eau / 5,0.10 ^-5 litres par goutte = 2 676,10 ²⁶ gouttes

Ce nombre de gouttes est supérieur au nombre d’atomes, on peut donc en conclure qu’il y a plus de gouttes d’eau dans l’océan qu’il n’y a de molécules ou d’atomes dans une seule goutte d’eau.

Les références

Le nombre d’Avogadro et la taupe | Introduction à la Chimie . (2022). Extrait le 27 février 2022 de https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/avogadros-number-and-the-mole/ 

En ligneHelmenstine, A. (2020). Combien de molécules et d’atomes dans une goutte d’eau ? Extrait le 27 février 2022 de https://sciencenotes.org/how-many-molecules-and-atoms-in-a-drop-of-water/ 

Nombre d’atomes dans une goutte d’eau. (2016). Extrait le 27 février 2022 de 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/