Для того, чтобы сравнить число молекул воды и ртути, содержащихся в одинаковых объемах данных веществ, нам необходимо знать их химические формулы и молярные массы.
Формула воды - H2O, что означает, что молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Ртути обозначается в химии символом Hg.
Чтобы определить количество молекул воды или ртути в заданном объеме, мы должны использовать формулу, называемую число Авогадро (NA), которое равно примерно 6.022 × 10^23 частиц на моль. Это число называется также числом Авогадро.
Шаг 1: Определение молярной массы вещества
Первым шагом определим молярную массу воды и ртути. Молярная масса - это масса одного моля вещества, выраженная в граммах на моль (g/mol).
Молярная масса воды (H2O) равна:
(2 × масса атома водорода) + масса атома кислорода.
Масса атома водорода (Н) примерно равна 1 г/моль, а масса атома кислорода (O) примерно равна 16 г/моль.
Итак, молярная масса воды равна:
(2 × 1 г/моль) + 16 г/моль = 18 г/моль.
Молярная масса ртути (Hg) равна:
200.59 г/моль.
Шаг 2: Определение количества молей данного вещества в заданном объеме
Для определения количества молей воды и ртути в заданном объеме вещества, нам также необходимо знать плотности данных веществ.
Допустим, у нас есть одинаковые объемы воды и ртути, например, 100 мл воды и 100 мл ртути.
Шаг 3: Применение формулы для расчета количества молекул
Теперь мы можем использовать полученные данные, чтобы определить количество молекул воды и ртути.
Количество молекул воды равно
(Количество молей воды) × (Число Авогадро).
Мы знаем, что объем равен массе вещества, поделенной на его плотность.
Поэтому объем воды равен 100 мл или 100 г (так как плотность воды равна приблизительно 1 г/мл).
Количество молей воды равно
(Масса воды в граммах) / (Молярная масса воды).
Масса воды равна 100 г, поэтому количество молей воды равно
(100 г) / (18 г/моль) = 5.56 моль.
Итак, количество молекул воды равно
(5.56 моль) × (6.022 × 10^23 частиц на моль) = 3.34 × 10^24 частиц.
Шаг 4: Повторение шагов для ртути
Аналогично, количество молекул ртути равно
(Количество молей ртути) × (Число Авогадро).
Объем ртути равен 100 мл или 100 г (если плотность ртути примерно равна 13.5 г/мл).
Количество молей ртути равно
(Масса ртути в граммах) / (Молярная масса ртути).
Масса ртути равна 100 г, поэтому количество молей ртути равно
(100 г) / (200.59 г/моль) = 0.4986 моль.
Итак, количество молекул ртути равно
(0.4986 моль) × (6.022 × 10^23 частиц на моль) = 2.997 × 10^23 частиц.
Шаг 5: Сравнение результатов
Сравнивая количество молекул воды и ртути, мы видим, что количество молекул воды (3.34 × 10^24 частиц) гораздо больше, чем количество молекул ртути (2.997 × 10^23 частиц), при одинаковых объемах этих веществ.
Это происходит потому, что масса молекулы воды намного меньше, чем масса молекулы ртути, а значит одна моль воды содержит на порядок больше молекул, чем одна моль ртути.
