તત્વોના નિષ્કર્ષણમાં થર્મોડાયનેમિક્સની ભૂમિકા સમજાવો. અથવા,ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ માટે રિડક્શન કર્તાની પસંદગીમાં થર્મોડાયનેમિક્સ કેવી રીતે મદદરૂપ થાય છે તે સમજાવો.

(N/A) ધાતુશાસ્ત્રીય રૂપાંતરણોના સિદ્ધાંતને સમજવા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર $(\Delta G)$ સૌથી મહત્વપૂર્ણ પદ છે. કોઈપણ પ્રતિક્રિયા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$
જ્યાં,$\Delta H$ એ એન્થાલ્પી ફેરફાર છે,$T$ એ કેલ્વિનમાં તાપમાન છે,અને $\Delta S$ એ પ્રક્રિયા માટે એન્ટ્રોપી ફેરફાર છે.
થર્મલ રિડક્શનની શક્યતા માટેનો માપદંડ એ છે કે આપેલ તાપમાને પ્રતિક્રિયા માટે ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા ફેરફાર ઋણ હોવો જોઈએ. જ્યારે $\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ હોય ત્યારે જ પ્રતિક્રિયા આગળ વધશે.
નીચેની પરિસ્થિતિઓમાં $\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ હોય છે:
$(i)$ જો $\Delta S$ ધન હોય,તો તાપમાન $(T)$ વધારવાથી $T \Delta S$ નું મૂલ્ય વધે છે જેથી $\Delta H < T \Delta S$ થાય. આ પરિસ્થિતિમાં તાપમાન વધારવાથી $\Delta G$ ઋણ બને છે.
$(ii)$ જો બે પ્રતિક્રિયાઓ (રિડક્શન અને ઓક્સિડેશન) નું જોડાણ એકંદર પ્રતિક્રિયા માટે $\Delta G$ નું ઋણ મૂલ્ય આપે,તો અંતિમ પ્રતિક્રિયા શક્ય બને છે. આવા જોડાણને ઓક્સાઇડના નિર્માણ માટે $\Delta_r G^\circ$ વિરુદ્ધ $T$ ના આલેખનો અભ્યાસ કરીને સમજી શકાય છે. આ આલેખ ત્યારે દોરવામાં આવે છે જ્યારે એક ગ્રામ મોલ ઓક્સિજન વપરાય છે.
ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા વિરુદ્ધ તાપમાનનું ગ્રાફિકલ નિરૂપણ સૌપ્રથમ $H.J.T. Ellingham$ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું,જે ઓક્સાઇડના રિડક્શનમાં રિડક્શન કર્તાની પસંદગી માટેનો આધાર પૂરો પાડે છે. આને $Ellingham$ આકૃતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આવી આકૃતિઓ અયસ્કનું થર્મલ રિડક્શન શક્ય છે કે નહીં તેની આગાહી કરવામાં મદદ કરે છે.