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  4. Exercice : Appliquer l'équation de conservation du nombre de masse

Appliquer l'équation de conservation du nombre de masse Exercice

Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.

Dernière modification : 01/10/2020 - Conforme au programme 2018-2019

Soit un atome d'uranium 235, possédant 92 protons, qui interagirait avec un neutron, pour se transformer en krypton (\ce{^{92}_{36}Kr}), barium (\ce{^{141}_{56}Ba}) et 3 neutrons (\ce{^{1}_{0}n}).

Quelle proposition vérifie la loi de conservation du nombre de masse ?

Le symbole d'un atome est donné par : _{Z}^{A}X

  • Z est le numéro atomique de l'atome. Il correspond au nombre de protons.
    Il s'agit aussi du coup du nombre de charges portées par le noyau correspondant puisque ce sont les protons qui portent une charge (+e), les neutrons étant neutres.
  • A est le nombre de masse de l'atome. Il correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire au nombre total de particules qui constituent le noyau : les protons et les neutrons (dont le nombre peut être noté N).
Etape 1

Équation de la réaction nucléaire

Comme pour une équation de réaction chimique, on indique les réactifs à gauche et les produits à droite :

  • L'uranium 235 et le neutron avec lequel il interagit sont donc les réactifs.
  • Le krypton, le barium et les 3 neutrons sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{235}_{92}U} + \ce{^{1}_{0}n} \ce{->}\ce{^{92}_{36}Kr} + \ce{^{141}_{56}Ba} +3\ce{^{1}_{0}n}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de masse

Le nombre de masse est A donc on vérifie la conservation de cette grandeur de part et d'autre de l'équation.

  • Pour les réactifs, on a un nombre de masse de 235+1=236.
  • Pour les produits, on a un nombre de masse de 92+141+3\times1=236.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de masse est de 236, donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome d'einsteinium 252, possédant 99 protons, qui interagirait avec un neutron, pour se transformer en radium (\ce{^{228}_{88}Ra}) et en sodium (\ce{^{23}_{11}Na}) et 2 neutrons (\ce{^{1}_{0}n}).

Quelle proposition vérifie la loi de conservation du nombre de masse ?

Le symbole d'un atome est donné par : _{Z}^{A}X

  • Z est le numéro atomique de l'atome. Il correspond au nombre de protons.
    Il s'agit aussi du coup du nombre de charges portées par le noyau correspondant puisque ce sont les protons qui portent une charge (+e), les neutrons étant neutres.
  • A est le nombre de masse de l'atome. Il correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire au nombre total de particules qui constituent le noyau : les protons et les neutrons (dont le nombre peut être noté N).
Etape 1

Équation de la réaction nucléaire

Comme pour une équation de réaction chimique, on indique les réactifs à gauche et les produits à droite :

  • L'einsteinium 252 et le neutron avec lequel il interagit sont donc les réactifs.
  • Le radium, le sodium et les 2 neutrons sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{252}_{99}Es} + \ce{^{1}_{0}n} \ce{->}\ce{^{228}_{88}Ra} + \ce{^{23}_{11}Na} +2\ce{^{1}_{0}n}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de masse

Le nombre de masse est A donc on vérifie la conservation de cette grandeur de part et d'autre de l'équation.

  • Pour les réactifs, on a un nombre de masse de 252+1=253.
  • Pour les produits, on a un nombre de masse de 228+23+2\times1=253.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de masse est de 253, donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome de technécium 95, possédant 43 protons, qui se désintégrerait spontanément pour donner du molybdène (\ce{^{95}_{42}Mo}) et un positon (\ce{^{0}_{1}e^{+}}).

Quelle proposition vérifie la loi de conservation du nombre de masse ?

Le symbole d'un atome est donné par : _{Z}^{A}X

  • Z est le numéro atomique de l'atome. Il correspond au nombre de protons.
    Il s'agit aussi du coup du nombre de charges portées par le noyau correspondant puisque ce sont les protons qui portent une charge (+e), les neutrons étant neutres.
  • A est le nombre de masse de l'atome. Il correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire au nombre total de particules qui constituent le noyau : les protons et les neutrons (dont le nombre peut être noté N).
Etape 1

Équation de la réaction nucléaire

Comme pour une équation de réaction chimique, on indique les réactifs à gauche et les produits à droite :

  • Le technécium 95 est le réactif.
  • Le molybdène et le positon sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{95}_{43}Tc} \ce{->}\ce{^{95}_{42}Mo} +\ce{^{0}_{1}e^{+}}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de masse

Le nombre de masse est A donc on vérifie la conservation de cette grandeur de part et d'autre de l'équation.

  • Pour le réactif, on a un nombre de masse de 95.
  • Pour les produits, on a un nombre de masse de 95+0=95.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de masse est de 95 donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome instable d'uranium 238, possédant 92 protons, qui se désintégrerait spontanément pour se transformer en thorium (\ce{^{234}_{90}Th}) et en hélium (\ce{^{4}_{2}He}).

Quelle proposition vérifie la loi de conservation du nombre de masse ?

Le symbole d'un atome est donné par : _{Z}^{A}X

  • Z est le numéro atomique de l'atome. Il correspond au nombre de protons.
    Il s'agit aussi du coup du nombre de charges portées par le noyau correspondant puisque ce sont les protons qui portent une charge (+e), les neutrons étant neutres.
  • A est le nombre de masse de l'atome. Il correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire au nombre total de particules qui constituent le noyau : les protons et les neutrons (dont le nombre peut être noté N).
Etape 1

Équation de la réaction nucléaire

Comme pour une équation de réaction chimique, on indique les réactifs à gauche et les produits à droite :

  • L'uranium est le réactif.
  • Le thorium et l'hélium (particule \alpha ) sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{238}_{92}U} \ce{->}\ce{^{234}_{94}Th} +\ce{^{4}_{2}He}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de masse

Le nombre de masse est A donc on vérifie la conservation de cette grandeur de part et d'autre de l'équation.

  • Pour le réactif, on a un nombre de masse de 238.
  • Pour les produits, on a un nombre de masse de 234+4=238.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de masse est de 238, donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome de francium 223, possédant 87 protons, qui se désintégrerait spontanément pour donner du radon (\ce{^{223}_{86}Rn}) et un électron (\ce{^{0}_{-1}e^{-}}).

Quelle proposition vérifie la loi de conservation du nombre de masse ?

Le symbole d'un atome est donné par : _{Z}^{A}X

  • Z est le numéro atomique de l'atome. Il correspond au nombre de protons.
    Il s'agit aussi du coup du nombre de charges portées par le noyau correspondant puisque ce sont les protons qui portent une charge (+e), les neutrons étant neutres.
  • A est le nombre de masse de l'atome. Il correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire au nombre total de particules qui constituent le noyau : les protons et les neutrons (dont le nombre peut être noté N).
Etape 1

Équation de la réaction nucléaire

Comme pour une équation de réaction chimique, on indique les réactifs à gauche et les produits à droite :

  • Le francium est le réactif.
  • Le radon et l'électron sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{223}_{87}Fr} \ce{->}\ce{^{223}_{86}Rn} +\ce{^{0}_{-1}e^{-}}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de masse

Le nombre de masse est A donc on vérifie la conservation de cette grandeur de part et d'autre de l'équation.

  • Pour le réactif, on a un nombre de masse de 223.
  • Pour les produits, on a un nombre de masse de 223+0=223.

Le nombre de masse se conserve donc.
Mais, même si ce n'est pas la question, cette équation de réaction est en fait fausse car la conservation de la charge, elle, n'est pas vérifiée.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de masse est de 223 donc sa conservation est bien vérifiée.

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