물 한 방울에는 몇 개의 분자가 있습니까?

주기율표에 따르면 수소의 질량은 1.008g/mol이고 산소의 질량은 16.00g/mol입니다. 따라서 물 1몰의 질량은 다음과 같습니다.

물의 질량 = 2 x 수소의 질량 + 산소의 질량,

즉 말하자면:

물의 질량 = 2 x (1.008g/mol) + 16.00g/mol = 18.016g/mol.

따라서 물 1몰의 질량은 18.016g입니다.

물의 밀도

물의 밀도는 단위 부피당 질량을 찾는 데 사용됩니다. 물의 밀도는 온도에 따라 달라지므로 낮은 온도의 물은 높은 온도의 물보다 밀도가 높다는 점을 명심하십시오. 물의 밀도 값의 전형적인 값은 1.00g/m2로 간주됩니다. 따라서 1mL의 물은 1g이지만 물 한 방울의 부피는 우리가 말하는 밀리미터보다 작으므로 0.05mL 방울의 부피를 고려한 질량을 계산해야 합니다.

물 한 방울의 질량 = 1g/mL x 0.05mL = 0.05g

밀도에서 물 한 방울의 질량을 알면 이전에 이미 계산한 질량을 분자 질량으로 나눈 값에서 몰을 계산할 수 있음을 알면 그 질량에 포함된 몰을 알 수 있습니다. .

물 한 방울의 몰 = 0.05그램 x (1몰/18.016그램) = 0.02775몰

따라서 우리는 물 한 방울에 0.002775몰의 물이 있다고 말할 수 있습니다.

원자, 분자 및 아보가드로 수

Amadeo Avogadro는 처음에 주어진 압력과 온도에서 가스의 부피는 유형에 관계없이 해당 가스의 원자 또는 분자 수에 비례한다고 제안했습니다. 그는 정확한 비율을 결정하지는 않았지만 몰과 기체 분자 수 사이의 이러한 관계를 발견한 사람으로 간주됩니다.

아보가드로 수는 분자 구성과 상호 작용 및 조합을 모두 이해하는 데 기본이 됩니다. 예를 들어, 하나의 산소 원자가 두 개의 수소 원자와 결합하여 물 분자(H ₂ O)를 생성하므로, 1몰의 산소(6,022.10 ²³ O 원자)는 2몰의 수소(2 × 6,022.10 ²³ H 원자) 와 결합하여 1몰의 H ₂ O를 형성합니다.

아보가드로 수의 또 다른 특성은 물질 1몰의 질량이 해당 물질의 분자량 과 같다는 것입니다. 예를 들어, 물의 평균 분자량은 18.016 원자 질량 단위(amu)이므로 물의 몰 중량은 18.016g입니다.

이에 따르면 16.00g/mol의 산소에서 물 분자의 수는 6,022.1023 ^개의 산소 원자를 포함하고, 이와 반응하는 2.016g의 수소는 이중(12,044.1023개)의 수소 원자를 포함 ^합니다 .

미세한 입자를 세는 데 관련된 숫자가 너무 많으면 불편할 수 있으므로 몰이라는 단위를 사용하여 원자와 분자를 세도록 선택했습니다. 따라서 1몰에는 문제의 물질을 구성하는 6,022.10 ^{23 개의 미세한 입자가 들어 있습니다.}

아보가드로 수는 몰당 분자 수입니다. ^{이것은 물 1몰당 6,022.10 23개의} 물 분자 가 있다는 것을 의미합니다 . 한 방울에 0.002775몰의 물이 있으므로 다음과 같이 분자 수를 계산할 수 있습니다.

물 한 방울의 분자 = (6,022.10 ²³ 분자/mol) x 0.002775 몰 = 1.67.10 ²¹ 물 분자

물 분자당 3개의 원자가 있습니다. 이것을 알고 분자의 수를 알면 우리는 한 방울의 물에 있는 원자를 알 수 있습니다.

물 한 방울의 원자 = (3 원자/분자) x 1.67.10 ²¹ = 5.01.10 ²¹ 원자

바다에는 몇 방울의 물이 있습니까?

물 한 방울의 원자가 알려지면 역설처럼 보이는 다음과 같은 질문이 제기될 수 있습니다. 바다의 물 방울보다 물 한 방울에 더 많은 원자가 있습니까? 이를 위해서는 지구상의 바다에 있는 물의 대략적인 추정치가 약 1조 3,380억 km ^{3 이며 이는 1,338.10 21} 리터의 물로 변환된다는 것을 알아야 합니다.

리터 수를 기준으로 두 양을 나누어 바다에 있는 물 방울의 수를 알 수 있습니다.

바다에 있는 물방울의 수 = 1,338.10 물 ^{21 리터 / 5.0.10 -5} 리터당 = 2,676.10 ²⁶ 방울

이 방울의 수는 원자의 수보다 많기 때문에 한 방울의 물에 분자나 원자가 있는 것보다 바다에 있는 물방울이 더 많다는 결론을 내릴 수 있습니다.

참조

아보가드로 수와 두더지 | 화학 입문 . (2022). 2022년 2월 27일 https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/avogadros-number-and-the-mole/ 에서 검색함 

Helmenstine, A. (2020). 한 방울의 물에는 몇 개의 분자와 원자가 있습니까? https://sciencenotes.org/how-many-molecules-and-atoms-in-a-drop-of-water/ 에서 2022년 2월 27일에 검색함 

한 방울의 물에 있는 원자의 수. (2016). 2022년 2월 27일 https://chem.libretexts.org/Ancillary_Materials/Exemplars_and_Case_Studies/Exemplars/Biology/Number_of_Atoms_in_a_Drop_of_Water 에서 검색함

https://www.cientifiko.com/gota-de-agua/