E3C premi�re, l'or, un �l�ment chimique pr�cieux.

L’or, �l�ment de num�ro atomique Z=79, a de tout temps �t� un m�tal fort pris� notamment pour son caract�re ductile et inoxydable. C’est une valeur refuge en �conomie et un m�tal pr�cieux tant en orf�vrerie qu’en m�decine ou dans l’industrie.
Partie 1 : Estimation de quelques masses d’or.
Le World Gold Council, union des principales compagnies mondiales de l’industrie aurif�re, estime que si tout l’or extrait depuis le d�but de l’humanit� – bijoux, lingots et masque de Toutankhamon inclus – �tait fondu en un seul bloc, il formerait un cube de 21 m�tres de c�t�. Bien plus petit que l’Arc de triomphe de l’�toile � Paris !
En 2016, 13% de l’extraction d’or au niveau mondial a �t� r�alis�e en Chine, ce qui repr�sente 455 tonnes.
1- Sachant que la masse volumique de l’or est 19,3 g.cm^-3, calculer la masse totale de l’or extrait depuis le d�but de l’humanit�. On exprimera le r�sultat en tonnes.
Volume d'or = volume du cube de 21 m de c�t� = 21³ = 9261 m³.
Masse volumique de l'or : 19300 kg m^-3.
Masse d'or : 19300 x 9261 ~1,79 10⁸ kg = 1,79 10⁵ tonnes.
2- Calculer la masse de l’or extrait dans le monde en 2016.
455 / 0,13 =3500 tonnes.

Partie 2 : Peut-on transformer du plomb en or ?
La transmutation de m�taux non pr�cieux en or �tait, d�s le Moyen-�ge, l’objectif principal des alchimistes. Aucun n’a jamais atteint cet objectif.
Le d�veloppement de la science moderne a cependant permis de montrer qu’il est effectivement possible de r�aliser cette transmutation, mais avec des m�thodes bien diff�rentes de ce que les alchimistes avaient pu proposer.
3 – Pr�ciser le nombre de protons que l’on doit arracher � un noyau de mercure ₈₀Hg pour obtenir un noyau d’or ₇₉ Au. Pr�ciser si ce type de transformation est une transformation chimique, physique ou nucl�aire.
Lors d'une r�action nucl�aire, il faut arracher un proton � un atome de mercure pour obtenir un atome d'or.
4 – Indiquer pourquoi il semble a priori plus facile de transformer du mercure en or que du plomb ₈₂Pb en or.
Il faudrait arracher 3 protons � un atome de plomb ; l'�nergie � mettre en oeuvre serait trop importante.

5-a) Identifier l’affirmation exacte parmi les 4 affirmations suivantes. Justifier.

(a) La masse d’or obtenue � partir du mercure par bombardement de neutrons est une fonction d�croissante de la dur�e du bombardement.
(b) La masse d’or obtenue � partir du mercure par bombardement de neutrons est proportionnelle � la dur�e du bombardement.
(c) La masse d’or obtenue � partir du mercure par bombardement de neutrons est proportionnelle au carr� de la dur�e du bombardement.
(d) La masse d’or obtenue � partir du mercure par bombardement de neutrons ne d�pend pas de la dur�e du bombardement.
Le graphique est une droite passant par l'origine : la masse d’or obtenue � partir du mercure par bombardement de neutrons est proportionnelle � la dur�e du bombardement. R�ponse b.
5-b) Avec la pr�cision permise par le graphique, d�terminer la dur�e du bombardement permettant d’obtenir 6 μg d’or, puis la masse d’or obtenu � l’issue de 3 heures de bombardement.
6 �g d'or sont obtenus en 5, 1 h.
3,5 �g d'or sont obtenus au bout de 3 h.
5-c) Calculer la masse d’or obtenue au bout d’un jour. Montrer qu’en une ann�e, on peut ainsi produire environ 10 mg d’or.
1 jour =24 h ; 6 x 24 /5,1 ~28,2 �g d'or par jour.
28,2 x365 ~10 350 �g ~ 10 mg d'or par an.
6- Estimer le prix (en euro) d’un gramme d’or achet� sur le march�.
31 g d'or sont vendus � environ 1 166 € ; 1 166 / 31 = 37,6 € / g.
7- Justifier l’affirmation � L’op�ration perd donc tout son int�r�t �.
10 mg d'or sont vendus � moins de un euro sur la march�.
Faire fonctionner une source de neutrons pendant un an revient � plusieurs millions d'euros.
Cette op�ration est donc sans int�r�t.