Berapa Banyak Molekul dalam Setetes Air?

Pernahkah Anda bertanya-tanya berapa banyak atom dalam setetes air atau berapa banyak molekul dalam satu tetesan? Jawabannya tergantung pada definisi Anda tentang volume dari tetesan air. Tetes air bervariasi secara dramatis dalam ukuran, jadi angka awal ini menentukan perhitungan. Sisanya adalah perhitungan kimia sederhana.

Mari kita gunakan volume setetes air yang digunakan oleh komunitas medis dan ilmiah. Volume rata-rata setetes air yang diterima adalah tepat 0,05 mL (20 tetes per mililiter). Ternyata ada lebih dari 1,5 molekul sextillion dalam setetes air dan lebih dari 5 atom sextillion per tetesan.

Untuk menghitung jumlah molekul dan atom dalam setetes air, Anda perlu tahu rumus kimia air. Ada dua atom hidrogen dan satu atom oksigen di setiap molekul air, membuat rumus H₂HAI. Jadi, setiap molekul air mengandung 3 atom.

Tentukan massa air molar. Lakukan ini dengan menjumlahkan massa atom hidrogen dan atom oksigen dalam satu mol air dengan mencari massa atom hidrogen dan oksigen pada

air massa = 2 x massa hidrogen + oksigen massa

air massa = 2 x 1,008 + 16

air massa = 18.016 g / mol

Dengan kata lain, satu mol air memiliki massa 18.016 gram.

Gunakan kerapatan air untuk menentukan massa air per satuan volume. Itu kepadatan air sebenarnya bervariasi tergantung pada kondisinya (air dingin lebih padat; air hangat kurang padat), tetapi nilai yang biasanya digunakan dalam perhitungan adalah 1,00 gram per mililiter (1 g / mL). Dengan kata lain, 1 mililiter air memiliki massa 1 gram. Setetes air adalah 0,05 mL air, jadi massanya adalah 0,05 gram.

Satu mol air adalah 18.016 gram, jadi dalam 0,05 gram, dalam satu tetes, jumlah mol adalah:

• mol air dalam satu tetes = 0,05 gram x (1 mol / 18,016 gram)
• mol air dalam satu tetes = 0,002775 mol

Akhirnya, gunakan Nomor Avogadro untuk menentukan jumlah molekul dalam setetes air. Nomor Avogadro memberi tahu kami ada 6,022 x 10²³ molekul air per mol air. Jadi, selanjutnya kita menghitung berapa banyak molekul yang ada dalam setetes air, yang kita tentukan mengandung 0,002775 mol:

• molekul dalam setetes air = (6,022 x 10²³ molekul / mol) x 0,002275 mol
• molekul dalam setetes air = 1,67 x 10²¹ molekul air

Dengan kata lain, ada 1,67 sextillion molekul air dalam setetes air.

Sekarang, jumlah atom dalam tetesan air adalah 3x jumlah molekul:

• atom dalam setetes air = 3 atom / molekul x 1,67 x 10²¹ molekul
• atom dalam setetes air = 5,01 x 10²¹ atom

Atau ada sekitar 5 sextillion atom dalam setetes air.

Satu pertanyaan menarik adalah apakah ada lebih banyak atom dalam setetes air daripada jumlah tetesan air di lautan. Untuk menentukan jawabannya, kita membutuhkan volume air di lautan. Sumber memperkirakan ini berada di antara 1,3 miliar km³ dan 1,5 km³. Saya akan menggunakan nilai USGS (Survei Geologi Amerika Serikat) 1,338 miliar km³ untuk perhitungan sampel, tetapi Anda dapat menggunakan nomor yang Anda inginkan.

1,338 km³ = 1,338 x 10²¹ liter air laut

Sekarang, jawaban Anda tergantung pada ukuran drop Anda, jadi Anda membagi volume ini dengan volume drop Anda (0,05 ml atau 0,00005 L atau 5,0 x 10)^-5 L adalah rata-rata) untuk mendapatkan jumlah tetes air di lautan.

jumlah tetesan air di laut = 1,338 x 10²¹ total volume liter / 5,0 x 10^-5 liter per tetes

jumlah tetesan air di laut = 2.676 x 10²⁶ tetes

Jadi, ada lebih banyak tetes air di lautan daripada atom dalam setetes air. Berapa banyak tetes yang tergantung terutama pada ukuran tetes Anda, tetapi ada antara 1.000 dan 100.000 lebih banyak tetes air di lautan daripada atom dalam setetes air.

Gleick, P.H. "Di mana Air Bumi." Distribusi Air Bumi. Survei Geologi A.S., 28 Agustus 2006.