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

Appliquer l'équation de conservation du nombre de charge Exercice

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

Dernière modification : 13/11/2018 - Conforme au programme 2018-2019

Soit un atome d'uranium 235, possédant 92 protons, qui interagirait avec un neutron, pour se transformer en brome (\ce{^{85}_{35}Br}), lanthane (\ce{^{148}_{57}La}) et 3 neutrons (\ce{^{1}_{0}n}).

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

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 brome, le lanthane 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{^{85}_{35}Br} + \ce{^{148}_{57}La} +3\ce{^{1}_{0}n}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de charge

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

  • Pour les réactifs, on a un nombre de charge de 92+0=92.
  • Pour les produits, on a un nombre de charge de 35+57+3\times0=92.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de charge est de 92 donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome de radon 222, possédant 86 protons, qui se désintégrerait spontanément pour donner du polonium (\ce{^{218}_{84}Po}) et de l'hélium (\ce{^{4}_{2}He}).

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

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 radon 222 est le seul réactif.
  • Le polonium et l'hélium (particule \alpha ) sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{222}_{86}Rn} \ce{->}\ce{^{218}_{84}Po} + \ce{^{4}_{2}He}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de charge

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

  • Pour le réactif, on a un nombre de charge de 86.
  • Pour les produits, on a un nombre de charge de 84+2=86.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de charge est de 86 donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome de cobalt 60, possédant 27 protons, qui se désintégrerait spontanément pour donner du nickel (\ce{^{60}_{28}Ni}) et un électron (\ce{^{0}_{-1}e^{-}}).

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

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 cobalt 60 est le seul réactif.
  • Le nickel et l'électron (particule \beta^{-} ) sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{60}_{27}Co} \ce{->}\ce{^{60}_{28}Ni} + \ce{^{0}_{-1}e^{-}}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de charge

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

  • Pour le réactif, on a un nombre de charge de 27.
  • Pour les produits, on a un nombre de charge de 28-1=27.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de charge est de 27 donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome de phospore 30, possédant 15 protons, qui se désintégrerait spontanément pour donner du silicium (\ce{^{30}_{14}Si}) et un positon (\ce{^{0}_{1}e^{+}}).

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

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 phosphore est le seul réactif.
  • Le silicium et le positon (particule \beta^{+} ) sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{30}_{15}P} \ce{->}\ce{^{30}_{14}Si} + \ce{^{0}_{1}e^{+}}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de charge

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

  • Pour le réactif, on a un nombre de charge de 15.
  • Pour les produits, on a un nombre de charge de 14+1=15.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de charge est de 15 donc sa conservation est bien vérifiée.

Soit un atome d'uranium 235, possédant 92 protons, qui interagirait avec un neutron, pour se transformer en césium (\ce{^{140}_{55}Cs}), rubidium (\ce{^{93}_{37}Rb}) et 2 neutrons (\ce{^{1}_{0}n}).

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

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 césium, le rubidium et les 2 neutrons sont les produits obtenus lors de la transformation.

L'équation est donc :

\ce{^{235}_{92}U} + \ce{^{1}_{0}n} \ce{->}\ce{^{140}_{55}Cs} + \ce{^{93}_{37}Rb} +2\ce{^{1}_{0}n}

Etape 2

Vérification de la loi de conservation du nombre de charge

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

  • Pour les réactifs, on a un nombre de charge de 92+0=92.
  • Pour les produits, on a un nombre de charge de 55+37+2\times0=92.

De part et d'autre de l'équation, le nombre de charge est de 92, donc sa conservation est bien vérifiée.

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