મધ્યમ, નીચી અને ઊંચી સક્રિયતા શ્રેણીની ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ અને વિધુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ | Metals Extraction and Purification Process

આ પોસ્ટ સાંભળો:

ટીપ: તમે લખાણના કોઈ પણ વાક્ય પર બે વાર (Double Click) કરીને ત્યાંથી જ સાંભળવાનું શરૂ કરી શકો છો.

ધાતુઓની પ્રાપ્તિ અને શુદ્ધિકરણ

ધોરણ 10 વિજ્ઞાન (NCERT)

1. ખનીજ, કાચી ધાતુ અને ગેંગ

• ખનીજ (Minerals): જે તત્ત્વો કે સંયોજનો પૃથ્વીના પોપડામાંથી કુદરતી રીતે મળે છે તેને ખનીજો કહે છે.
• કાચી ધાતુ (Ores): જે ખનીજમાં સારા પ્રમાણમાં નિશ્ચિત ધાતુ હોય અને તેમાંથી ધાતુનું નિષ્કર્ષણ લાભદાયી હોય તેને કાચી ધાતુ (અયસ્ક) કહે છે.
• ગેંગ (Gangue): પૃથ્વીમાંથી મળતી કાચી ધાતુમાં રહેલી માટી, રેતી વગેરે જેવી અશુદ્ધિઓને ગેંગ કહે છે.

ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે તેમને સક્રિયતા શ્રેણીના આધારે ત્રણ ભાગમાં વહેંચવામાં આવે છે.

2. સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે અને મધ્યમાં રહેલી ધાતુઓ

(A) ઓછી સક્રિય ધાતુઓ (દા.ત. Hg, Cu): આ ધાતુઓ ઓક્સાઈડ સ્વરૂપે હોય તો માત્ર ગરમ કરવાથી રિડક્શન પામે છે. દા.ત. સિન્નાબાર (HgS) માંથી પારો મેળવવો.

(B) મધ્યમ સક્રિય ધાતુઓ (Zn, Fe, Pb): આ ધાતુઓ સલ્ફાઈડ કે કાર્બોનેટ સ્વરૂપે હોય છે. તેને ઓક્સાઈડમાં ફેરવવા નીચેની પદ્ધતિ વપરાય છે:

ભૂંજન (Roasting)	કેલ્શિનેશન (Calcination)
સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુ માટે વપરાય.	કાર્બોનેટ યુક્ત કાચી ધાતુ માટે વપરાય.
વધુ હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે.	મર્યાદિત હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે.
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2	ZnCO3 → ZnO + CO2

ત્યારબાદ કાર્બન (કોક) જેવા રિડક્શનકર્તા વડે ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.

ZnO + C → Zn + CO

થર્મિટ પ્રક્રિયા: વધુ સક્રિય ધાતુઓ (જેમ કે Al) ઓછી સક્રિય ધાતુઓને વિસ્થાપિત કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયામાં પુષ્કળ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. જેનો ઉપયોગ રેલવેના પાટા સાંધવા થાય છે.

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ + ઉષ્મા

3. ઊંચી સક્રિય ધાતુઓ અને શુદ્ધિકરણ

(A) વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન: સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ જેવી ધાતુઓ કાર્બન વડે રિડક્શન પામતી નથી. તેમને પિગળેલા ક્લોરાઈડના વિદ્યુતવિભાજનથી મેળવાય છે. (કેથોડ પર ધાતુ મળે છે).

(B) ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ (Electrolytic Refining): કાચી ધાતુમાંથી મેળવેલી ધાતુ અશુદ્ધ હોય છે. તેને શુદ્ધ કરવા વિદ્યુતવિભાજન વપરાય છે.

• એનોડ: અશુદ્ધ ધાતુનો સળિયો.
• કેથોડ: શુદ્ધ ધાતુની પાતળી પટ્ટી.
• વિદ્યુતવિભાજ્ય: ધાતુના ક્ષારનું દ્રાવણ (દા.ત. CuSO₄).
• એનોડ પંક (Anode Mud): એનોડના તળિયે જમા થતી અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ.

સ્વ-મૂલ્યાંકન (Quiz) - 15 MCQs

1. પૃથ્વીના પોપડામાંથી મળતા તત્વો કે સંયોજનોને શું કહે છે?

2. કાચી ધાતુમાંથી રેતી અને માટી જેવી અશુદ્ધિઓને શું કહે છે?

3. સિન્નાબાર (HgS) કઈ ધાતુની કાચી ધાતુ છે?

4. સલ્ફાઈડ કાચી ધાતુને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને શું કહે છે?

5. કાર્બોનેટ કાચી ધાતુ માટે કઈ પદ્ધતિ વપરાય છે?

6. મધ્યમ સક્રિય ધાતુઓના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુ મેળવવા કયો રિડક્શનકર્તા વપરાય છે?

7. થર્મિટ પ્રક્રિયામાં રિડક્શનકર્તા તરીકે કઈ ધાતુ વપરાય છે?

8. રેલવેના પાટા અથવા મશીનના તિરાડ પડેલા ભાગો જોડવા કઈ પ્રક્રિયા વપરાય છે?

9. ઊંચી સક્રિય ધાતુઓ (જેમ કે Na, Mg) કેવી રીતે મેળવાય છે?

10. વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણમાં એનોડ શેનો બનેલો હોય છે?

11. વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણમાં શુદ્ધ ધાતુ ક્યાં જમા થાય છે?

12. કોપરના શુદ્ધિકરણમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે શું વપરાય છે?

13. એનોડના તળિયે એકત્ર થતી અશુદ્ધિઓને શું કહે છે?

14. કઈ ધાતુઓ કુદરતમાં મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે?

15. ક્ષારણ અટકાવવા લોખંડ પર ઝિંકનું પડ ચડાવવાની ક્રિયાને શું કહે છે?