Het antwoord hangt af van het volume van een waterdruppel. Waterdruppels kunnen namelijk in grootte variëren, zodat we eerst het volume moeten bepalen voordat we de berekening kunnen uitvoeren.
Het gemiddelde volume van een enkele waterdruppel is 0,05 mL, waarbij er 20 druppels per milliliter zijn. Afgeleid van het volume zitten er meer dan 1,5 sextiljoen moleculen in een waterdruppel en meer dan 5 sextiljoen atomen.
Hoe berekenen we dus het aantal moleculen en atomen in een waterdruppel?
- Chemische formule van water
- Je moet eerst de chemische formule van water bepalen en die is H20. Dat betekent dat er twee waterstofatomen en één zuurstofatoom in een watermolecuul zitten, dus in totaal 3 atomen in één watermolecuul.
- Molaire massa van water
- Tel de massa van waterstofatomen en zuurstofatomen in een mol water bij elkaar op door de atoommassa van waterstof en zuurstof op te zoeken in een periodiek systeem. De massa van waterstof is 1,008 g/mol; terwijl de massa van zuurstof 16,00 g/mol is. Laten we de molaire massa van water berekenen met behulp van de gegeven gegevens:
Massa water = 2x massa waterstof + massa zuurstof
Massa water = 2 x 1,008 + 16,00
Massa water = 18.016 g/mol
- Dus één mol water heeft een massa van 18,016 gram.
- Waterdichtheid
- Laten we de dichtheid van water gebruiken om de massa van water per volume-eenheid te kennen. Weet echter dat de dichtheid van water flexibel is, afhankelijk van de omstandigheden. Warm water heeft minder dichtheid, maar koud water heeft meer dichtheid. Normaal gesproken is de waarde die we gebruiken bij berekeningen 1,00 g/mL. Met andere woorden, 1 millimiter water heeft een massa van 1 g. Een druppel water is 0,05 mL water; de massa is dus 0,05 g.
- Een mol water is 18,016 g; dus in 0.05g is het aantal mol:
Mol water = 0,05g x (1 mol/ 18,016g)
Mol water = 0,002775 mol
- Avogrado’s Getal: Het aantal moleculen kennen
- Met behulp van de methode van het getal van Avogradro kan het aantal moleculen in een druppel water worden bepaald. Het getal van Avogrado geeft aan dat er 60,022 x 1023 moleculen water per mol water zijn. Om het aantal moleculen in een waterdruppel te berekenen, waarvan er 0,002775 mol zijn, gebruiken we de formule:
Moleculen in een waterdruppel = (6,022 x 1023 moleculen/mole) x 0,002275 mol
Moleculen in een waterdruppel = 1,67 x 1021 watermoleculen