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Datation par la méthode potassium-argon

Posté par
Elsa24
16-11-08 à 12:41

Bonjour, j'ai un exercice en physique et dès la 2ème question, je n'y arrive pas. Merci de m'aider.


Le potassium 40 K est radioactif et se désintègre en donnant de l'argon 40 Ar.
             19                                                         18


1. Dans ce processus radioactif le noyau capture un électron.
Ecrire l'équation correspondante.

2. a. Exprimer, en fonction du temps, les nombres n(K) d'atomes de potassium 40 et n(Ar)d'argon 40 présents à une date t dans un échantillon contenant initialement un nombre n0 d'atomes de potassium 40 uniquement.

J'ai fait n(K) = n0 x (e^(-λt))
n(Ar) = n0 x (e^(-λt))

b. A quel moment a-t-on n(K)=n(Ar) ?

c. Représenter sur un même graphique l'allure des fonctions :
      n(K) = f(t)               et n(Ar)= g(t)

3. Certaines roches volcaniques, comme l'obsidienne, contiennent du potassium dont une partie est du potassium 40. Au moment de sa formation, cette roche ne contient pas d'argon. Un géologue analyse un échantillon d'obsidienne et constate que les atomes d'argon 40 y sont deux fois moins nombreux que les atomes de potassium 40. Quel est l'âge de cette roche ?

Donnée : demi-vie du potassium 40: 1,3. 10^9 ans.

Posté par
magisterien
re : Datation par la méthode potassium-argon 16-11-08 à 14:41

Bonjour,

Celà devrait t'aider:
Le potassium se désintègre pour former de l'argon.
Or à la question 2)a. tu dis que la population d'atomes de potassium n0 décroit en suivant la loi de la décroissance radioactive (ce qui est juste) mais que la population d'atomes d'argon en fait autant, ce qui n'est pas juste.

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme... => Comment s'écrit la variation du nombre d'atomes d'argon au cours du temps en fonction de la variation du nombres d'atomes de potassium ?

Posté par
Elsa24
re : Datation par la méthode potassium-argon 16-11-08 à 17:25

n(Ar) = n (K) x (e (-λt)) ?

Posté par
magisterien
re : Datation par la méthode potassium-argon 18-11-08 à 09:22

La vitesse de création de l'Argon est exactement l'opposé de la vitesse de désintégration du Potassium.

=> n(Ar) = n(K) - n(K) x e-t

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 18-11-08 à 18:39

salut:

1) Le potassium 4019 K est radioactif et se désintègre en donnant de l'argon 40 18Ar.
équation de la réaction:
4019K     +    0 -1 e           ------>    40 18Ar                                                          
2)a)
Exprimons, en fonction du temps, les nombres n(K) d'atomes de potassium 40 présents à une date t dans un échantillon contenant initialement un nombre n0 d'atomes de potassium 40 uniquement.

n(K)=no e-.t

or n(K)le nombre d'atomes restant est = no-n(Ar)
n(Ar) étant le nombres d'atomes d'agon formé qui n'est autre que le nombre d'atomes  de potassium désitégrés.désintégrés.
donc la relation précédante devient:

no-n(Ar)=no e-.t

alors que n(Ar)d'argon 40 présents à la datec t est :
  n(Ar)=no(1- e-.t)

b)   n(K)=n(Ar)
=> no e-.t=  no(1- e-.t)  =>
e-.t=  (1- e-.t)
=> 1=2e-.t  => e-.t=\frac{1}{2}.
=>-.t=ln\frac{1}{2}
=> -t=-ln2
t=ln2/.
donc on a répondu à la question à quel moment a-t-on n(K)=n(Ar) ?  
à t= t1/2= ln2/=1,3. 109 ans

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 18-11-08 à 18:48

c. Représentons sur un même graphique l'allure des fonctions :
      n(K) = f(t)               et n(Ar)= g(t)
or :
n(K)=no e-.t
n(Ar)=no(1- e-.t)

Datation par la méthode potassium-argon

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 18-11-08 à 21:44

3.or le géologue analyse un échantillon d'obsidienne et constate que les atomes d'argon 40 y sont deux fois moins nombreux que les atomes de potassium 40.
  donc :
n(K)= 2 n(Ar)
   or :
   n(Ar)=no(1- e-.t)
avec no= n(K)
car les roches qui ne contenaient que le potassium lors de leur formation , aucours des siècles , par désintégration , l'argon qui se forme  reste piegé dans la roche et s'accumule alors que le potassium disparait .

Donc le nombre d'atomes restants à une date donnée = à la somme des noyau de potassium et d'argon trouvés dans la roche.
n = n(Ar) +n(K)
n =\frac{n(K)}{2}+n(K) =\frac{3n(K)}{2}=\frac{3n_o}{2}.
           =>\frac{n}{n_o}=\frac{3}{2}

or n==no e-.t
donc :
\frac{n}{n_o}=e -t          =>ln\frac{n}{n_o}=-.t
t=-ln\frac{n}{no}/      avec : =\frac{ln2}{t_1_/_2}

d'ou:
t=\frac{ln\frac{n}{n_o}}{ln2}.t_1_/_2=\frac{ln\frac{3}{2}}{ln2}.1,3. 10^9ans=760.10^6ans=760millions d'annees

Posté par
oneneurone
re 14-12-08 à 11:10

merci pour les reponses dd cet exercice car j'avais le meme en exercice de dm!!!!!
et je bloquais pour nar

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 15-12-08 à 21:04

bonne chance.

Posté par
pomm3c
re : Datation par la méthode potassium-argon 09-11-10 à 20:28

Bonsoir
Voila j'ai egalement cet exercice a faire et je suis arrivé a la question 2c avec le graphique
Je le comprends mais je ne vois pas comment le justifier a l'aide des relations etablie avant
Merci d'avance

Posté par
pomm3c
re : Datation par la méthode potassium-argon 09-11-10 à 23:28

?

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 10-11-10 à 00:40

l'allure des fonctions :
      n(K) = f(t)               et n(Ar)= g(t)
or :
n(K)=no e- .t
      pour  t=o  n(K)=no e0=no    et pour t-->    n(K)=no e-=0

=> courbe représentée en bleu

n(Ar)=no(1- e-.t )
  pour  t=o  n(Ar)=no(1- e-0 )=0      pour t-->     n(Ar)=no(1- e- ) =no    => courbe représentée en vert.



car e0=1             et e=0  .

Posté par
pomm3c
re : Datation par la méthode potassium-argon 16-11-10 à 21:21

Désolé de repondre aussi tard
Merci beaucoup sa m'a pas mal aidé

Posté par
122155
re : Datation par la méthode potassium-argon 17-11-10 à 16:07

car e0=1             et   e- =0



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