หยดน้ำมีกี่โมเลกุล?

ตามตารางธาตุ มวลของไฮโดรเจนคือ 1.008 ก./โมล และมวลของออกซิเจนคือ 16.00 ก./โมล ดังนั้น มวลของน้ำ 1 โมล คือ

มวลของน้ำ = 2 x มวลของไฮโดรเจน + มวลของออกซิเจน

กล่าวคือ:

มวลของน้ำ = 2 x (1.008 ก./โมล) + 16.00 ก./โมล = 18.016 ก./โมล

ดังนั้น มวลของน้ำ 1 โมล คือ 18.016 กรัม

ความหนาแน่นของน้ำ

ความหนาแน่นของน้ำใช้ในการหามวลต่อหน่วยปริมาตร โปรดทราบว่าความหนาแน่นของน้ำจะแปรผันตามอุณหภูมิ ดังนั้นน้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่าจึงมีความหนาแน่นมากกว่าเมื่ออยู่ที่อุณหภูมิสูง ค่าทั่วไปของค่าความหนาแน่นของน้ำคือ 1.00 g/m; ดังนั้น น้ำ 1 มล. จะมี 1 กรัม แต่น้ำหนึ่งหยดมีปริมาตรน้อยกว่าที่เรากำลังพูดถึงเป็นมิลลิเมตร ดังนั้นจึงต้องคำนวณมวลสำหรับปริมาตรของหยด 0.05 มล. ที่พิจารณานั้น

มวลของหยดน้ำ = 1 กรัม/มล. x 0.05 มล. = 0.05 กรัม

การทราบมวลของหยดน้ำจากความหนาแน่น เราสามารถทราบค่าโมลที่อยู่ในมวลนั้นได้ โดยทราบว่าค่าโมลสามารถคำนวณได้จากมวลหารด้วยมวลโมเลกุลที่ได้คำนวณไว้แล้วก่อนหน้านี้ .

โมลในหยดน้ำ = 0.05 กรัม x (1 โมล/18.016 กรัม) = 0.02775 โมล

ดังนั้นเราอาจกล่าวได้ว่าในหยดน้ำมีน้ำอยู่ 0.002775 โมล

อะตอม โมเลกุล และเลขอาโวกาโดร

Amadeo Avogadro เสนอครั้งแรกว่าปริมาตรของก๊าซที่ความดันและอุณหภูมิที่กำหนดเป็นสัดส่วนกับจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลในก๊าซนั้น โดยไม่คำนึงถึงประเภทของก๊าซ แม้ว่าเขาจะไม่ได้กำหนดอัตราส่วนที่แน่นอน แต่เขาก็ถือว่าเป็นผู้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างโมลและจำนวนโมเลกุลของก๊าซ

จำนวนของอาโวกาโดรเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจทั้งองค์ประกอบของโมเลกุลและปฏิสัมพันธ์และการรวมกัน ตัวอย่างเช่น เนื่องจากออกซิเจน 1 อะตอมจะรวมกับไฮโดรเจน 2 อะตอมเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ (H ₂ O) ออกซิเจน 1 โมล (6,022.10 ²³ O อะตอม) จะรวมกับไฮโดรเจน 2 โมล (2 × 6,022.10 ²³อะตอมของ H) เพื่อ สร้างหนึ่งโมลของ H ₂ O

คุณสมบัติอีกอย่างหนึ่งของเลขอะโวกาโดรคือมวลของสารหนึ่งโมลเท่ากับน้ำหนักโมเลกุลของสารนั้น ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของน้ำคือ 18.016 หน่วยมวลอะตอม (amu) ดังนั้นน้ำหนักโมลของน้ำจึงเท่ากับ 18.016 กรัม

ตามนี้ ในออกซิเจน 16.00 กรัม/โมล จำนวนโมเลกุลของน้ำจะมีออกซิเจน²³อะตอม 6,022.10 อะตอม และไฮโดรเจน 2.016 กรัมที่ทำปฏิกิริยากับมันจะมีอะตอมไฮโดรเจน สองเท่า (12,044.10 ^{23 )}

จำนวนที่มากที่เกี่ยวข้องกับการนับอนุภาคขนาดจิ๋วอาจนำไปสู่ความไม่สะดวก ดังนั้นจึงได้รับเลือกให้นับอะตอมและโมเลกุลโดยใช้หน่วยที่เรียกว่าโมล ดังนั้นโมลประกอบด้วยอนุภาคขนาดจิ๋ว 6,022.10 ^{23 ซึ่งประกอบกันเป็นสสารดังกล่าว}

จำนวนของ Avogadro คือจำนวนโมเลกุลในโมล หมายความว่าต่อโมลของน้ำจะมีน้ำ 6,022.10 ²³โมเลกุล เนื่องจากเรามีน้ำอยู่ 0.002775 โมลต่อหยด เราจึงสามารถคำนวณได้ว่าน้ำมีกี่โมเลกุลดังนี้

โมเลกุลในหยดน้ำ = (6,022.10 ²³โมเลกุล/โมล) x 0.002775 โมล = 1.67.10 ²¹โมเลกุลของน้ำ

มีสามอะตอมต่อโมเลกุลของน้ำ เมื่อรู้สิ่งนี้และรู้จำนวนโมเลกุลแล้ว เราก็สามารถทราบอะตอมที่อยู่ในหยดน้ำได้

อะตอมในหยดน้ำ = (3 อะตอม/โมเลกุล) x 1.67.10 ²¹ = 5.01.10 ²¹อะตอม

มีน้ำกี่หยดในมหาสมุทร?

เมื่อทราบจำนวนอะตอมในหยดน้ำแล้ว คำถามต่อไปนี้อาจดูเหมือนขัดแย้ง: มีอะตอมในหยดน้ำมากกว่าหยดน้ำในมหาสมุทรหรือไม่ ในการทำเช่นนี้ต้องทราบว่าการประมาณน้ำในมหาสมุทรบนโลกโดยประมาณอยู่ที่ประมาณ 1,338 พันล้านกิโลเมตร³ซึ่งแปลว่าน้ำ 1,338.10 ^{21 ลิตร}

จากจำนวนลิตร คุณสามารถค้นหาจำนวนหยดน้ำในมหาสมุทรโดยหารจำนวนทั้งสอง:

จำนวนหยดน้ำในมหาสมุทร = 1,338.10 น้ำ^{21 ลิตร / 5.0.10 -5}ลิตรต่อหยด = 2,676.10 ²⁶หยด

จำนวนหยดนี้มากกว่าจำนวนอะตอม ดังนั้นจึงสรุปได้ว่ามีหยดน้ำในมหาสมุทรมากกว่าจำนวนโมเลกุลหรืออะตอมในน้ำหยดเดียว

อ้างอิง

เลขอาโวกาโดรและตัวตุ่น | เคมีเบื้องต้น . (2565). สืบค้นเมื่อ 27 กุมภาพันธ์ 2022 จากhttps://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/avogadros-number-and-the-mole/ 

เฮลเมนสตีน เอ. (2020). กี่โมเลกุลและอะตอมในหยดน้ำ? สืบค้นเมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2022 จากhttps://sciencenotes.org/how-many-molecules-and-atoms-in-a-drop-of-water/ 

จำนวนอะตอมในหยดน้ำ (2559). สืบค้นเมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2022 จากhttps://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/