Скільки молекул міститься у об’ємі 1,0 води?

Schavel

48

Для решения данной задачи нам необходимо использовать химическую формулу воды (H2O) и знать её молярную массу.

Молярная масса — это масса одного моля вещества. В случае воды (H2O), молярная масса вычисляется как сумма масс атомов водорода (H) и атома кислорода (O). Масса одного атома водорода примерно равна 1.00784 г/моль, а масса одного атома кислорода равна примерно 15.999 г/моль.

Теперь давайте посчитаем массу одной молекулы воды. Для этого нужно сложить массы всех атомов воды. Вода содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Таким образом, масса одной молекулы воды равна:

\[2 \times 1.00784 \, \text{г/моль} + 15.999 \, \text{г/моль} = 18.0153 \, \text{г/моль}\]

Теперь нам необходимо узнать, сколько граммов составляет 1 моль воды. Это можно сделать, используя периодическую систему химических элементов. Молярная масса воды равна 18.0153 г/моль, что значит, что в 1 моле воды содержится 18.0153 г.

Теперь мы можем перейти к решению самой задачи. Нам дан объем воды равный 1,0 л. Чтобы узнать, сколько молекул содержится в этом объеме, мы сначала должны перевести литры в граммы.

Для воды известно, что её плотность при нормальных условиях равна 1 г/см³ или 1000 г/л. Мы можем использовать это значение для перевода литров в граммы. Таким образом, 1,0 л воды эквивалентно 1000,0 г.

Теперь нам нужно узнать, сколько молей воды содержится в 1000,0 г. Для этого мы делим массу на молярную массу:

\[1000,0 \, \text{г} \div 18.0153 \, \text{г/моль} \approx 55.50 \, \text{моль}\]

Итак, в 1,0 л воды содержится примерно 55.50 моль. Чтобы найти количество молекул в этом объеме, мы должны умножить количество молей на число Авогадро, которое примерно равно \(6.02214076 \times 10^{23}\) молекул на моль.

\[55.50 \, \text{моль} \times (6.02214076 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль}) \approx 3.34018753 \times 10^{25}\]

Таким образом, в объеме 1,0 л воды содержится примерно \(3.34 \times 10^{25}\) молекул воды.