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Vidéo de question : Identifier la propriété commune entre deux échantillons radioactifs de masses différentes Chimie

Deux échantillons de l’élément radioactif radon 222, ayant de masses différentes de 1 g et 2 g, sont comparés entre eux. Laquelle des propriétés suivantes est identique pour les deux échantillons? [A] le nombre d’atomes de radon 222 [B] la demi-vie [C] le volume [D] la quantité de radiation émise toutes les 30 secondes [E] le nombre de noyaux instables

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Transcription de vidéo

Deux échantillons de l’élément radioactif radon 222, ayant de masses différentes de 1 gramme et 2 grammes, sont comparés entre eux. Laquelle des propriétés suivantes est identique pour les deux échantillons? (A) le nombre d’atomes de radon 222, (B) la demi-vie, (C) le volume, (D) la quantité de radiation émise toutes les 30 secondes ou (E) le nombre de noyaux instables.

Nous avons deux échantillons de radon 222, soit un avec une masse de un gramme et un autre avec une masse de deux grammes. Pour tout élément ou composé, la masse est directement liée à la quantité de matière présente. En d’autres termes, la masse est liée au nombre d’atomes. Comme la masse de l'un de nos échantillons est le double de celle de l’autre échantillon, ce dernier possède également le double du nombre d’atomes de radon 222. Par conséquent, le choix de réponse (A), le nombre d’atomes de radon 222, ne peut pas représenter une propriété partagée par les deux échantillons, car deux échantillons de masses différentes de la même substance ne possèdent pas le même nombre d’atomes. Par conséquent, le choix de réponse (A) n'est pas la bonne réponse à cette question.

La question mentionne que le radon 222 est radioactif, ce qui signifie qu'il peut subir une décroissance radioactive. Dans les processus radioactifs, la quantité de matière n’affecte pas la vitesse avec laquelle une partie d’une substance se désintègre, car cette dernière est déterminée par la demi-vie. La demi-vie correspond au temps nécessaire pour la décomposition de la moitié de la substance, peu importe la quantité d’échantillon, ce qui signifie que les échantillons de un gramme et de deux grammes de radon 222 ont une demi-vie identique. La demi-vie est donc une propriété intrinsèque, soit une propriété qui est identique peu importe la masse. Les propriétés extrinsèques, en revanche, sont modifiées en fonction de la masse. Il semble donc que le choix de réponse (B), la demi-vie, soit identique pour les deux échantillons, ce qui peut indiquer qu'il s'agit de la bonne réponse à cette question. Pour le confirmer, nous devons toutefois examiner les autres choix de réponse.

Le radon est un gaz noble et il existe presque toujours à l’état gazeux. Le volume d’un gaz dépend de la taille de son contenant. Les gaz remplissent généralement un contenant et ont le même volume que celui-ci. Nous avons seulement les masses des échantillons de radon 222, pas le volume des contenants dans lesquels ils sont conservés. Par conséquent, sur la base des informations fournies dans la question, nous ne pouvons pas déterminer si les deux échantillons ont le même volume ou non. Le choix de réponse (C), le volume, n’est donc pas la bonne réponse à cette question.

Le choix de réponse (D) est la quantité de radiation émise toutes les 30 secondes. Nous avons déjà mentionné que la demi-vie est identique peu importe la quantité d’échantillon. Toutefois, la quantité de décroissance radioactive varie. Un échantillon émet deux fois plus de radiations par intervalle de temps lorsqu’il contient deux fois plus de particules radioactives. Par conséquent, les échantillons de radon 222 de un gramme et de deux grammes émettent des quantités différentes de radiations toutes les 30 secondes. Le choix de réponse (D), la quantité de radiation émise toutes les 30 secondes, n'est donc pas le bon.

Le choix de réponse (E) est le nombre de noyaux instables. Comme nous l’avons mentionné précédemment, la masse est directement liée au nombre d’atomes. De plus, le nombre d’atomes d’un isotope est directement lié au nombre de noyaux instables. Par conséquent, deux échantillons de masses différentes auront un nombre différent de noyaux instables. Le choix de réponse (E), le nombre de noyaux instables, ne constitue pas une propriété commune des deux échantillons et n'est donc pas la bonne réponse.

La réponse à la question « Laquelle des propriétés suivantes est identique pour les deux échantillons ? » est (B), la demi-vie.

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