计算一滴水中原子和分子的数量

你有没有想过一滴水里有多少个原子,或者一滴水里有多少个分子?答案取决于你对水滴体积的定义。水滴的大小变化很大,因此此起始数字定义了计算。剩下的是一个简单的化学计算。...

你有没有想过一滴水里有多少个原子,或者一滴水里有多少个分子?答案取决于你对水滴体积的定义。水滴的大小变化很大,因此此起始数字定义了计算。剩下的是一个简单的化学计算。

Droplet of water on blade of grass Droplet of water on blade of grass

让我们使用医学和科学界使用的水滴体积。一滴水的可接受平均体积正好为0.05毫升(每毫升20滴)。事实证明,一滴水中有超过1.5个六氢离子分子,每一滴水中有超过5个六氢离子原子。

水的化学式

要计算水滴中的分子和原子数,你需要知道水的化学式。每个水分子中有两个氢原子和一个氧原子,形成了H2O的分子式。因此,每个水分子包含3个原子。

水的摩尔质量

测定水的摩尔质量。通过在周期表上查找氢原子质量和氧原子质量,将一摩尔水中氢原子和氧原子的质量相加。氢的质量为1.008 g/mol,氧的质量为16.00 g/mol,因此一摩尔水的质量可计算如下:

质量水=2 x质量氢+质量氧

质量水=2 x 1.008+16

质量水=18.016 g/mol

换句话说,一摩尔水的质量为18.016克。

水的密度

使用水的密度确定每单位体积的水质量。水的密度实际上因条件而异(冷水密度更高;温水密度更低),但计算中通常使用的值为1.00克/毫升(1克/毫升)。换句话说,1毫升水的质量为1克。一滴水等于0.05毫升水,因此其质量为0.05克。

一摩尔水为18.016克,因此在0.05克的水溶液中,一滴的摩尔数为:

  • 一滴水的摩尔数=0.05克x(1摩尔/18.016克)
  • 一滴水的摩尔数=0.002775摩尔

使用avogrado数

最后,用阿伏伽德罗数来确定一滴水中的分子数。阿伏伽德罗的数字告诉我们,每摩尔水有6.022x1023个水分子。接下来,我们计算一滴水中有多少分子,我们确定其中含有0.002775摩尔:

  • 一滴水中的分子=(6.022 x 1023分子/摩尔)x 0.002275摩尔
  • 一滴水中的分子=1.67 x 1021个水分子

换句话说,水滴中有1.67个六离子水分子。

现在,水滴中的原子数是分子数的3倍:

  • 一滴水中的原子=3个原子/分子x 1.67 x 1021个分子
  • 一滴水中的原子=5.01 x 1021个原子

或者,一滴水中大约有5个六氢原子。

水滴中的原子与海洋中的水滴

一个有趣的问题是,一滴水中的原子是否比海洋中的水滴多。为了确定答案,我们需要海洋中的水量。据估计,这一数字在13亿km3至1.5 km3之间。我将使用13.38亿km3的美国地质调查局(USGS)值进行样本计算,但您可以使用您想要的任何数字。

1.338 km3=1.338 x 1021升海水

现在,你的答案取决于水滴的大小,所以你将这个体积除以你的水滴体积(0.05毫升或0.00005升或5.0 x 10-5升是平均值),得到海洋中水滴的数量。

海洋中的水滴数量=1.338 x 1021升总体积/5.0 x 10-5升/滴

海洋中的水滴数量=2.676 x 1026滴

因此,海洋中的水滴比一滴水中的原子还要多。水滴的多少主要取决于水滴的大小,但是海洋中的水滴比一滴水中的原子多1000到100000滴。

来源

地球的水在哪里〉《地球的水分布》。美国地质调查局,2006年8月28日。

  • 发表于 2021-10-14 04:09
  • 阅读 ( 79 )
  • 分类:数学

你可能感兴趣的文章

克原子质量(gram atomic mass)和克分子量(gram molecular mass)的区别

...样的;但是,在这种情况下,每种元素的同位素形式也被计算在内。元素在自然界中可以以各种形式存在。这些不同的形式通常被称为同位素,它们与元素最丰富/最稳定的形式具有相同的特性。因此,同位素具有相同的原子序...

  • 发布于 2020-10-15 19:06
  • 阅读 ( 343 )

原子质量(atomic mass)和分子量(molecular weight)的区别

...的相对原子质量时,我们指的是它们的原子量(因为我们计算时考虑了所有的同位素)。 什么是分子量(molecular weight)? 分子量是分子中所有原子重量的集合。该参数的国际单位制为gmol-1。这个物质中的一个原子的摩尔数。换句...

  • 发布于 2020-11-02 17:52
  • 阅读 ( 833 )

摩尔质量(molar mass)和原子质量(atomic mass)的区别

...人不喜欢化学,因为它就像数学一样,人们要进行大量的计算。 我们在元素表中讨论的话题之一是原子质量和摩尔质量。他们之间有什么不同? 首先,摩尔质量定义为一摩尔或一摩尔的质量。它也可以与单元素、单分子和其他...

  • 发布于 2021-06-23 19:32
  • 阅读 ( 516 )

摩尔质量(molar mass)和分子质量(molecular mass)的区别

...12.011)+6(1.0079)+1(15.9994)=46.069 amu。为了便于练习,计算乙烷(C2H4)和二氧化碳的分子式。   什么是摩尔质量(molar mass)? 关于摩尔质量概念,它被定义为物质摩尔的质量,单位为千克或克。通常,摩尔质量的单位是克/摩...

  • 发布于 2021-06-25 06:29
  • 阅读 ( 329 )

原子(atom)和鼹鼠(mole)的区别

...罗数,即6.022×1023.阿伏伽德罗数是摩尔的基础,因为它使计算一摩尔的质量或重量变得非常容易。摩尔是用来测量原子或分子等小单位的。另一方面,原子是元素中最小的看不见的单位,它太小了,用显微镜看不见。原子由三种...

  • 发布于 2021-06-26 06:01
  • 阅读 ( 436 )

如何找到分子式(find the molecular formula)

...ol。然后,我们应该知道那里有多少CH2O单位。为此,首先计算经验公式的摩尔质量,然后将给定的摩尔质量值除以计算值。 CH2O的摩尔质量=(1 x 12)+(2 x 1)+(1 x 16) = 12 + 2 + 16 = 30 因此,化合物中CH2O单元的数量为 = 60/30 = 2 因...

  • 发布于 2021-06-28 19:33
  • 阅读 ( 410 )

如何找到摩尔质量(find the molar mass)

...方法;用原子质量、方程、沸点升高、冰点降低和渗透压计算摩尔质量。 覆盖的关键领域 1.什么是摩尔质量-定义,计算公式,解释2.如何找到摩尔质量-用实例3计算摩尔质量的几种方法。为什么知道物质的摩尔质量很重要-摩尔...

  • 发布于 2021-06-28 19:41
  • 阅读 ( 276 )

公式质量(formula mass)和分子质量(molecular mass)的区别

...s) vs. 分子质量(molecular mass) 分子式质量和分子质量是用来计算分子质量的两个术语。当考虑分子的经验公式时,质量公式给出了分子的质量。当考虑分子式时,分子质量给出了分子的质量。在这两种方法中,质量都是通过将公式...

  • 发布于 2021-06-29 14:00
  • 阅读 ( 595 )

原子性(atomicity)和配价(valency)的区别

...得或分享的最大电子数。 决心 原子性:原子性可以通过计算物质中每个分子的原子数来确定。 价态:价态可以通过观察原子的电子构型来确定。 原子数 原子性:原子性取决于分子中原子的数量。 原子价:原子价与原子数无关...

  • 发布于 2021-06-29 17:20
  • 阅读 ( 215 )

电子几何(electron geometry)和分子几何学(molecular geometry)的区别

...态传递了大量的数据,理解原子科学的第一步是知道它的计算方法。原子的计算决定了粒子的反应性、极限和自然运动。价壳层电子对排斥(VSEPR)假说可以用来确定原子的计算。电子几何(electron geometry) vs. 分子几何学(molecular ge...

  • 发布于 2021-07-10 03:23
  • 阅读 ( 273 )
我的田园猫
我的田园猫

0 篇文章

相关推荐