Mix Examples - Metals and Non-metals Questions in Gujarati

(A) ધાતુઓ એવા તત્વો છે જે સામાન્ય રીતે ચમક,ઉચ્ચ વિદ્યુત અને ઉષ્મીય વાહકતા,તણાવપણું (તારમાં ખેંચી શકાય તેવો ગુણધર્મ) અને ટીપાવપણું (પતરામાં ટીપી શકાય તેવો ગુણધર્મ) જેવા ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
તેઓ ઝણકાર ઉત્પન્ન કરનાર પણ હોય છે,જેનો અર્થ છે કે અથડાવાથી તે રણકાર ઉત્પન્ન કરે છે.
નિસ્તેજપણું એ અધાતુઓનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે,ધાતુઓનો નહીં.
તેથી,ધાતુઓ સામાન્ય રીતે નિસ્તેજપણું દર્શાવતી નથી.

(B) ધાતુઓનો એ ગુણધર્મ જેના દ્વારા તેમને ખેંચીને પાતળા તાર બનાવી શકાય છે તેને $\text{તન્યતા}$ (ductility) કહેવામાં આવે છે।
$\text{ટીપાઉપણું}$ (malleability) એ ધાતુને ટીપીને પાતળા પતરાં બનાવવાનો ગુણધર્મ છે।
$\text{નાદગુણ}$ (sonorousity) એટલે ધાતુને અથડાવવાથી રણકાર ઉત્પન્ન થવાનો ગુણધર્મ।
$\text{વાહકતા}$ (conductivity) એટલે ઉષ્મા અથવા વિદ્યુતનું વહન કરવાની ક્ષમતા।
તેથી, સાચો વિકલ્પ $B$ છે।

(C) એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ રસોઈના વાસણો બનાવવા માટે નીચેના કારણોસર થાય છે:
$1$. સારી ઉષ્મીય વાહકતા: તે વાસણમાં ગરમીને ઝડપથી અને સમાન રીતે પસાર થવા દે છે,જે ખોરાક રાંધવા માટે જરૂરી છે.
$2$. ઊંચું ગલનબિંદુ: તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે રસોઈ માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાનના સંપર્કમાં આવતા વાસણ ઓગળી ન જાય અથવા તેનો આકાર બદલાય નહીં.
તેથી,ગુણધર્મો $(i)$ અને $(iv)$ તેના રસોઈના વાસણોમાં ઉપયોગ માટે જવાબદાર છે.

(D) ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
$Na$ (સોડિયમ) ઠંડા પાણી સાથે ખૂબ જ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
$Ca$ (કેલ્શિયમ) ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જોકે સોડિયમ કરતા ઓછી ઝડપથી.
$Mg$ (મેગ્નેશિયમ) ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી,પરંતુ ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$Fe$ (આયર્ન/લોખંડ) ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. જોકે,તે વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન ઓક્સાઇડ $(Fe_3O_4)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.

(A) જ્યારે લોખંડની વરાળ (પાણીની બાષ્પ) સાથે લાંબા સમય સુધી પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે આયર્ન($II$,$III$) ઓક્સાઇડ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3Fe(s) + 4H_{2}O(g) \rightarrow Fe_{3}O_{4}(s) + 4H_{2}(g)$
આમ,મળતો ઓક્સાઇડ $Fe_{3}O_{4}$ છે.

(B) જ્યારે કેલ્શિયમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે સોડિયમ કે પોટેશિયમની જેમ હિંસક રીતે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.
તેના બદલે,તે પાણી સાથે ઓછી હિંસક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Ca(s) + 2H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(aq) + H_2(g)$।
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન વાયુના પરપોટા કેલ્શિયમ ધાતુની સપાટી પર ચોંટી જાય છે,જેના કારણે તે પાણી પર તરે છે.
તેથી,વિધાનો $(iii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) સામાન્ય રીતે, ધાતુઓ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે $(M + \text{મંદ એસિડ} \rightarrow \text{ક્ષાર} + H_2)$.
જોકે, નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
જ્યારે ધાતુ $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન વાયુનું એસિડ દ્વારા પાણી $(H_2O)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે, અને એસિડ પોતે નાઈટ્રોજનના ઓક્સાઈડ $(N_2O, NO, NO_2)$ માં રિડક્શન પામે છે.
તેથી, $HNO_3$ મોટાભાગની ધાતુઓ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરતું નથી.
મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને મેંગેનીઝ $(Mn)$ અપવાદ છે, જે ખૂબ જ મંદ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.

(D) એક્વા-રીજીયા એ સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ અને સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ નું તાજું બનાવેલું મિશ્રણ છે.
તે કદના પ્રમાણમાં $3:1$ ના ગુણોત્તરમાં તૈયાર કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચું બંધારણ $3$ ભાગ સાંદ્ર $HCl$ અને $1$ ભાગ સાંદ્ર $HNO_3$ છે.

(A) આયનીય સંયોજનો ધાતુમાંથી અધાતુમાં ઇલેક્ટ્રોનની આપ-લે દ્વારા બને છે, જેના પરિણામે આયનો વચ્ચે મજબૂત સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ લાગે છે。
$(i)$ $KCl$ ($\text{પોટેશિયમ}$ $\text{ક્લોરાઇડ}$) એક આયનીય સંયોજન છે કારણ કે તે $K^+$ અને $Cl^-$ આયનોનું બનેલું છે。
$(ii)$ $HCl$ ($\text{હાઇડ્રોજન}$ $\text{ક્લોરાઇડ}$) એક સહસંયોજક સંયોજન છે કારણ કે તે $H$ અને $Cl$ પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીથી બને છે。
$(iii)$ $CCl_4$ ($\text{કાર્બન}$ $\text{ટેટ્રાક્લોરાઇડ}$) એક સહસંયોજક સંયોજન છે કારણ કે તે $C$ અને $Cl$ પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીથી બને છે。
$(iv)$ $NaCl$ ($\text{સોડિયમ}$ $\text{ક્લોરાઇડ}$) એક આયનીય સંયોજન છે કારણ કે તે $Na^+$ અને $Cl^-$ આયનોનું બનેલું છે。
તેથી, $(ii)$ અને $(iii)$ આયનીય સંયોજનો નથી।

(B) આયનીય સંયોજનો વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો વચ્ચેના પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ દ્વારા બને છે.
ઘન અવસ્થામાં,આ આયનો એક સખત સ્ફટિક લેટીસ રચનામાં જકડાયેલા હોય છે અને મુક્તપણે હલનચલન કરી શકતા નથી.
તેથી,આયનીય સંયોજનો ઘન અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી.
જો કે,જ્યારે તેમને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે અથવા પીગળેલી અવસ્થામાં લેવામાં આવે,ત્યારે સ્ફટિક લેટીસ તૂટી જાય છે,જેનાથી આયનો મુક્તપણે હરીફરી શકે છે,જે તેમને વિદ્યુતનું વહન કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે.
વધુમાં,આયનીય સંયોજનોમાં પ્રબળ આંતર-આયનીય આકર્ષણ બળને કારણે સામાન્ય રીતે ઊંચા ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ હોય છે અને તે સામાન્ય રીતે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે.

(C) જે ધાતુઓ સક્રિયતા શ્રેણીમાં ખૂબ જ નીચે હોય છે,તે પ્રકૃતિમાં મુક્ત (native) અવસ્થામાં જોવા મળે છે કારણ કે તે ખૂબ જ ઓછી સક્રિય હોય છે.
$Au$ (સોનું) અને $Ag$ (ચાંદી) એ ઉમદા ધાતુઓ છે અને તે મુક્ત અવસ્થામાં મળી આવે છે.
$Cu$ (તાંબુ) મુક્ત અવસ્થામાં મળી શકે છે,પરંતુ તે સામાન્ય રીતે સંયુક્ત અવસ્થામાં (જેમ કે સલ્ફાઇડ અથવા ઓક્સાઇડ સ્વરૂપે) વધુ જોવા મળે છે.
$Zn$ (ઝિંક) મધ્યમ સક્રિય ધાતુ છે અને તે હંમેશા સંયુક્ત અવસ્થામાં (જેમ કે $ZnS$ અથવા $ZnO$) જોવા મળે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Au$ અને $Ag$ એવી ધાતુઓ છે જે મુખ્યત્વે મુક્ત અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(D) વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ એ અયસ્કમાંથી મેળવેલી ધાતુઓને શુદ્ધ કરવાની એક પદ્ધતિ છે.
$Cu$,$Zn$,$Sn$,$Ni$,$Ag$ અને $Au$ જેવી ઘણી ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ ધાતુની પાતળી પટ્ટીને કેથોડ તરીકે લેવામાં આવે છે.
$Na$,$K$,$Ca$ અને $Mg$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ તેમના પીગળેલા ક્લોરાઈડ અથવા ઓક્સાઈડના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,અશુદ્ધ ધાતુના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ દ્વારા નહીં.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Cu$ અને $Au$ નું શુદ્ધિકરણ વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ દ્વારા થાય છે.
આમ,સાચી જોડી $(i)$ અને $(ii)$ છે.

(A) ચાંદીની વસ્તુઓ હવામાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો, જેમ કે હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ $(H_2S)$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સિલ્વર સલ્ફાઈડ $(Ag_2S)$ નું પડ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને ક્ષારણ (corrosion) નો એક પ્રકાર કહેવામાં આવે છે, જેને ઝાંખા પડવું (tarnishing) પણ કહેવાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2Ag + H_2S \rightarrow Ag_2S + H_2$.
તેથી, ચાંદી પર બનતું કાળું પડ $Ag_2S$ છે.

(B) ગેલ્વેનાઇઝેશન એ લોખંડ અથવા સ્ટીલને કાટ લાગવાથી બચાવવા માટે વપરાતી એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,લોખંડની સપાટી પર $Zinc$ (જસત) નું રક્ષણાત્મક પડ ચડાવવામાં આવે છે.
$Zinc$ એ લોખંડ કરતા વધુ સક્રિય હોવાથી,તે 'સેક્રિફિશિયલ એનોડ' તરીકે કાર્ય કરે છે,જે લોખંડના બદલે પોતે ક્ષારિત થાય છે અને આમ નીચેના ધાતુને કાટ લાગવાથી બચાવે છે.

(C) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એ લોખંડની મિશ્રધાતુ છે.
તે મુખ્યત્વે લોખંડ $(Fe)$,ક્રોમિયમ $(Cr)$ અને નિકલ $(Ni)$ નું બનેલું છે.
ક્રોમિયમ કાટ સામે રક્ષણ મેળવવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે,જ્યારે નિકલ સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મો અને ટકાઉપણું સુધારવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $Ni$ અને $Cr$ છે.

(D) જ્યારે તાંબાને લાંબા સમય સુધી ભેજવાળી હવામાં ખુલ્લું રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં રહેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ,ઓક્સિજન અને પાણીની વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
આ પ્રતિક્રિયાને કારણે તાંબાની ધાતુની સપાટી પર લીલા રંગનું પડ બને છે.
આ લીલો પદાર્થ કોપર કાર્બોનેટ અને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડનું મિશ્રણ છે,જેને રાસાયણિક રીતે $CuCO_3.Cu(OH)_2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જેને સામાન્ય રીતે બેઝિક કોપર કાર્બોનેટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) મોટાભાગની ધાતુઓ તેમના મજબૂત ધાત્વીય બંધને કારણે ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
જોકે,પારો $(Hg)$ એક એવી વિશિષ્ટ ધાતુ છે જે ઓરડાના તાપમાને $(25^{\circ}C)$ પ્રવાહી અવસ્થામાં જોવા મળે છે.
આનું કારણ પારોના પરમાણુઓ વચ્ચે રહેલું નબળું ધાત્વીય બંધન છે,જે તેમને ઓરડાના તાપમાને સરળતાથી એકબીજા પર સરકવા દે છે.

(B) સોડિયમ $(Na)$ અને કેલ્શિયમ $(Ca)$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી ઉપર આવેલી છે.
આ ધાતુઓ ઓક્સિજન પ્રત્યે ખૂબ જ આકર્ષણ ધરાવે છે અને તેમને કાર્બન અથવા અન્ય સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતી નથી.
તેથી,તેમને તેમના અયસ્ક (સામાન્ય રીતે ક્લોરાઈડ) માંથી પીગળેલા અવસ્થામાં વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
સોડિયમ પીગળેલા સોડિયમ ક્લોરાઈડ $(NaCl)$ ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા અને કેલ્શિયમ પીગળેલા કેલ્શિયમ ક્લોરાઈડ $(CaCl_2)$ ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
લોખંડ $(Fe)$ અને તાંબુ $(Cu)$ ઓછી સક્રિય ધાતુઓ છે અને સામાન્ય રીતે કાર્બન દ્વારા રિડક્શન અથવા અન્ય ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
આમ,પીગળેલા ક્લોરાઈડના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવતી સાચી ધાતુઓ $(i)$ અને $(ii)$ છે.

(C) મોટાભાગની અધાતુઓ દેખાવમાં ઝાંખી હોય છે અને તેમાં ધાત્વીય ચળકાટ હોતો નથી.
જોકે,$Iodine$ (આયોડિન) અધાતુઓમાં અપવાદ છે.
તે અધાતુ હોવા છતાં,તેની ઘન અવસ્થામાં તે લાક્ષણિક ચમકદાર અથવા ચળકાટ ધરાવતો દેખાવ દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,સક્રિયતાનો ક્રમ $Mg > Zn > Cu > Ag$ છે.
સક્રિયતા શ્રેણીમાં ઉપર રહેલી ધાતુ તેનાથી નીચે રહેલી ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
અહીં $Ag$ (સિલ્વર) આપેલી ધાતુઓમાં સૌથી ઓછી સક્રિય હોવાથી,તે બાકીની ત્રણેય ધાતુઓ ($Mg$,$Zn$ અને $Cu$) દ્વારા તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત થશે.

(A) સાંદ્ર $HCl$ અને સાંદ્ર $HNO_3$ ના $3:1$ ના ગુણોત્તરના મિશ્રણને 'એક્વા રિજિયા' (Aqua regia) કહેવામાં આવે છે.
એક્વા રિજિયા એ અત્યંત ક્ષયકારી અને ધુમાડો ઉત્પન્ન કરતું પ્રવાહી છે જે સોનું $(Au)$ અને પ્લેટિનમ $(Pt)$ જેવી ઉમદા ધાતુઓને ઓગાળી શકે છે.
આપેલ કિસ્સામાં,ધાતુ કસનળી $A$ અને $B$ માં રહેલા સ્વતંત્ર એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી,પરંતુ કસનળી $C$ માં રહેલા મિશ્રણમાં ઓગળી જાય છે.
સોનું $(Au)$ એક ઉમદા ધાતુ છે જે સાંદ્ર $HCl$ કે $HNO_3$ સાથે સ્વતંત્ર રીતે પ્રક્રિયા કરતી નથી,પરંતુ તે એક્વા રિજિયામાં ઓગળી જાય છે. તેથી,તે ધાતુ સોનું $(Au)$ છે.

(B) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે.
તેને તૈયાર કરવા માટે સૌ પ્રથમ મુખ્ય ધાતુને ઓગાળવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ અન્ય તત્વોને તેમાં ચોક્કસ પ્રમાણમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
મિશ્રણમાં ઘટકો સમાન રીતે વહેંચાયેલા હોવાથી,તેને સમાંગ મિશ્રણ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં વિદ્યુત ઊર્જાનું રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,બેટરીના ધન ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ છે,જે ધન વીજભારિત હોય છે.
બેટરીના ઋણ ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ છે,જે ઋણ વીજભારિત હોય છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં ધન વીજભારિત એનોડ $(iii)$ અને ઋણ વીજભારિત કેથોડ $(iv)$ હોય છે.

(D) ઝિંક જેવી ધાતુઓના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણમાં,અશુદ્ધ ધાતુના સળિયાને એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ ધાતુની પટ્ટીને કેથોડ તરીકે વાપરવામાં આવે છે.
ધાતુના ક્ષાર (દા.ત.,ઝિંક સલ્ફેટ) ધરાવતું વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણ વપરાય છે.
જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે અશુદ્ધ એનોડમાંથી ધાતુ ઓગળીને દ્રાવણમાં ધાતુના આયનો $(Zn^{2+})$ તરીકે મુક્ત થાય છે.
આ ધાતુના આયનો કેથોડ તરફ ગતિ કરે છે,જ્યાં તેઓ ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને રિડક્શન પામે છે અને શુદ્ધ ધાતુ તરીકે કેથોડ પર જમા થાય છે.
તેથી,ઝિંકના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ દરમિયાન,શુદ્ધ ઝિંક કેથોડ પર જમા થાય છે.

(A) વર્ણવેલ ગુણધર્મો આલ્કલી ધાતુઓના લાક્ષણિક ગુણધર્મો છે.
$1$. સોડિયમ $(Na)$ અને પોટેશિયમ $(K)$ જેવી આલ્કલી ધાતુઓ એટલી નરમ હોય છે કે તેને છરી વડે કાપી શકાય છે.
$2$. તેઓ હવામાં રહેલા ઓક્સિજન સાથે ખૂબ જ ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપીને ઓક્સાઇડ બનાવે છે,તેથી તેમને હવા અને ભેજના સંપર્કથી બચાવવા માટે કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે.
$3$. તેઓ પાણી સાથે જોરદાર પ્રતિક્રિયા આપીને હાઇડ્રોજન વાયુ અને ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
$4$. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Na$ (સોડિયમ) આ તમામ માપદંડોને સંપૂર્ણપણે પૂર્ણ કરે છે.

(B) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે.
$1$. પિત્તળ એ તાંબા $(Cu)$ અને જસત $(Zn)$ ની મિશ્રધાતુ છે,જે બંને ધાતુઓ છે.
$2$. સ્ટીલ એ લોખંડ $(Fe)$ અને કાર્બન $(C)$ ની મિશ્રધાતુ છે. કાર્બન એ અધાતુ છે.
$3$. એમલગમ એ પારો $(Hg)$ અને અન્ય ધાતુની મિશ્રધાતુ છે.
$4$. કાંસું એ તાંબા $(Cu)$ અને કલાઈ $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે,જે બંને ધાતુઓ છે.
તેથી,સ્ટીલ એ એવી મિશ્રધાતુ છે જેમાં અધાતુ (કાર્બન) તેના એક ઘટક તરીકે હોય છે.

(C) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ એક મધ્યમ સક્રિય ધાતુ છે.
$1$. તે ઓક્સિજનમાં ઝળહળતી સફેદ જ્યોત સાથે સળગીને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ $(2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO)$ બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$2$. મેગ્નેશિયમ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. તે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(Mg + 2H_2O \text{ (\text{ગરમ})} \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2)$ બનાવે છે. આથી વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે તે ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયાનો દાવો કરે છે.
$3$. મેગ્નેશિયમ વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(Mg + H_2O \text{ (\text{વરાળ})} \rightarrow MgO + H_2)$ બનાવે છે.

(D) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે.
એમાલગમ એ મિશ્રધાતુનો એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે જેમાં એક ઘટક તરીકે પારો $(Hg)$ હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઝિંક એમાલગમ એ ઝિંક $(Zn)$ અને પારો $(Hg)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એ લોખંડ,ક્રોમિયમ અને નિકલની મિશ્રધાતુ છે.
અલનિકો એ એલ્યુમિનિયમ,નિકલ અને કોબાલ્ટની મિશ્રધાતુ છે.
સોલ્ડર એ સીસું $(Pb)$ અને ટીન $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.

(A) જ્યારે $X$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને $Y$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે આયનીય બંધ રચાય છે,જેના પરિણામે આયનીય સંયોજન $Z$ બને છે.
આયનીય સંયોજનો વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો વચ્ચેના પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
આ પ્રબળ બળોને કારણે,આયનીય સંયોજનો સામાન્ય રીતે ઊંચા ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે.
તેઓ ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને સામાન્ય રીતે સખત હોય છે.
તેઓ પાણીમાં ઓગળેલા હોય અથવા પિગળિત અવસ્થામાં હોય ત્યારે વિદ્યુતનું વહન કરે છે કારણ કે આયનો મુક્ત રીતે ગતિ કરી શકે છે.
તેથી,'નીચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે' તે ગુણધર્મ આયનીય સંયોજન $Z$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતો નથી.

(B) $1$. દરેક તત્વની ઇલેક્ટ્રોનીય રચનાનું વિશ્લેષણ કરો:
- $X$ માં $2, 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તેની સંયોજકતા કક્ષા પૂર્ણ છે (અષ્ટક પૂર્ણ છે), તેથી $X$ એક નિષ્ક્રિય વાયુ (નિયોન) છે.
- $Y$ માં $2, 8, 7$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે, જેનો અર્થ છે કે તેને અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે $1$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. જે તત્વો ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે તે અધાતુ હોય છે (ક્લોરિન).
- $Z$ માં $2, 8, 2$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે, જે તે સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે સરળતાથી ગુમાવી શકે છે. જે તત્વો ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે તે ધાતુ હોય છે (મેગ્નેશિયમ).
$2$. વિકલ્પોનું મૂલ્યાંકન કરો:
- વિકલ્પ $A$: $X$ નિષ્ક્રિય વાયુ છે, ધાતુ નથી.
- વિકલ્પ $B$: $Y$ અધાતુ છે અને $Z$ ધાતુ છે. આ વિધાન સાચું છે.
- વિકલ્પ $C$: $Z$ ધાતુ છે, અધાતુ નથી.
- વિકલ્પ $D$: $Y$ અધાતુ છે, ધાતુ નથી.
તેથી, સાચું વિધાન એ છે કે $Y$ અધાતુ છે અને $Z$ ધાતુ છે.

(C) મોટાભાગના ધાતુના ઓક્સાઇડ સ્વભાવે બેઝિક હોય છે કારણ કે તેઓ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
જોકે,કેટલીક ધાતુના ઓક્સાઇડ,જેમ કે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ અને ઝિંક ઓક્સાઇડ $(ZnO)$,એસિડિક અને બેઝિક બંને પ્રકારના ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
આવા ઓક્સાઇડને ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઇડ કહેવામાં આવે છે.
તેઓ એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Al$ (એલ્યુમિનિયમ) ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ બનાવે છે,જ્યારે $Na$ અને $Ca$ બેઝિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે અને $Cu$ પણ બેઝિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે.

(D) અધાતુઓ સામાન્ય રીતે વિદ્યુતના અવાહક હોય છે કારણ કે તેમની પાસે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી.
જોકે,કાર્બનનું અપરરૂપ $Graphite$ (ગ્રેફાઇટ) આ બાબતમાં અપવાદ છે.
$Graphite$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ એક જ સમતલમાં અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જેના કારણે દરેક કાર્બન પરમાણુ દીઠ એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત રહે છે.
આ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે $Graphite$ વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે.
તેથી,$Graphite$ વિદ્યુતનું સુવાહક છે.

(A) વિદ્યુતના તાર પર અવાહક પદાર્થનું પડ લગાવવામાં આવે છે જેથી વીજળીનો આંચકો ન લાગે અને શોર્ટ સર્કિટ ન થાય.
$PVC$ ($Polyvinyl$ $Chloride$) એ એક વ્યાપકપણે વપરાતો પ્લાસ્ટિક પોલીમર છે જે ઉત્તમ વિદ્યુત અવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
ગ્રેફાઇટ એ વિદ્યુતનો સુવાહક છે અને સલ્ફર એ બરડ અધાતુ છે,જેમાં તારના કોટિંગ માટે જરૂરી લવચીકતા અને અવાહક ગુણધર્મો હોતા નથી.
તેથી,આ હેતુ માટે $PVC$ નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(B) મોટાભાગના અધાતુ તત્વો સામાન્ય તાપમાને ઘન અથવા વાયુ સ્વરૂપમાં હોય છે.
બ્રોમિન એકમાત્ર એવું અધાતુ તત્વ છે જે સામાન્ય તાપમાને પ્રવાહી અવસ્થામાં જોવા મળે છે.
કાર્બન,ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર એ પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં ઘન અધાતુઓ છે.

(C) જો વધુ સક્રિય ધાતુ તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ઓછી સક્રિય ધાતુને વિસ્થાપિત કરે,તો રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,સક્રિયતાનો ક્રમ $Mg > Zn > Fe > Pb > Cu$ છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$Fe$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી $Fe$ એ $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાંથી $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરીને $FeSO_4$ અને $Cu$ બનાવી શકે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Fe(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow FeSO_4(aq) + Cu(s)$.
અન્ય વિકલ્પો $(A, B, D)$ માં,ઉમેરવામાં આવેલી ધાતુ ક્ષારના દ્રાવણમાં રહેલી ધાતુ કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહીં.

(A) કોપરના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણની પ્રક્રિયામાં:
$1$. અશુદ્ધ કોપરના સળિયાને એનોડ તરીકે વાપરવામાં આવે છે (જે બેટરીના ધન ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ હોય છે).
$2$. શુદ્ધ કોપરની પાતળી પટ્ટીને કેથોડ તરીકે વાપરવામાં આવે છે (જે બેટરીના ઋણ ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ હોય છે).
$3$. એસિડિક કોપર સલ્ફેટ $(CuSO_4)$ ના દ્રાવણને વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વાપરવામાં આવે છે.
$4$. વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવાથી,એનોડમાંથી શુદ્ધ કોપર વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળે છે અને તેટલા જ પ્રમાણમાં વિદ્યુતવિભાજ્યમાંથી શુદ્ધ કોપર કેથોડ પર જમા થાય છે.
$5$. એનોડમાંથી નીકળતી અશુદ્ધિઓ પાત્રના તળિયે 'એનોડ પંક' (anode mud) તરીકે જમા થાય છે.
$6$. આકૃતિ $A$ આ ગોઠવણીને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,જેમાં એનોડ ધન ધ્રુવ સાથે અને કેથોડ ઋણ ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ છે.

(N/A) ઉત્પન્ન થયેલા વાયુને પ્રક્રિયા પાત્રની નજીક સળગતી દિવાસળી લાવીને ઓળખી શકાય છે; તે 'પૉપ' (pop) અવાજ ઉત્પન્ન કરશે,જે હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.
સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથેની પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ:
$M + 2NaOH \rightarrow Na_2MO_2 + H_2 \uparrow$
હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથેની પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ:
$M + 2HCl \rightarrow MCl_2 + H_2 \uparrow$
તત્વ $M$ એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરતું હોવાથી,તત્વ $M$ એ ઉભયધર્મી (amphoteric) ધાતુ છે (જેમ કે ઝિંક).

(N/A) એનોડ: અશુદ્ધ સિલ્વરનો સળિયો.
કેથોડ: શુદ્ધ સિલ્વરની પટ્ટી.
$(b)$ વિદ્યુતવિભાજ્ય: સિલ્વર ક્ષારનું જલીય દ્રાવણ,જેમ કે મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_{3})$ સાથેનું સિલ્વર નાઈટ્રેટ $(AgNO_{3})$ નું દ્રાવણ.
$(c)$ વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કર્યા પછી,શુદ્ધ સિલ્વર કેથોડ પર જમા થાય છે.

(B) ધાતુના નિષ્કર્ષણની પ્રક્રિયામાં,સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટનું સીધું રિડક્શન કરવા કરતાં કાર્બન જેવા રિડક્શનકર્તાનો ઉપયોગ કરીને અથવા વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઇડનું શુદ્ધ ધાતુમાં રિડક્શન કરવું થર્મોડાયનેમિકલી અને રાસાયણિક રીતે સરળ છે. તેથી,અંતિમ રિડક્શનના તબક્કા પહેલાં,સલ્ફાઇડને ભૂંજન (roasting) દ્વારા અને કાર્બોનેટને કેલ્સિનેશન (calcination) દ્વારા ઓક્સાઇડમાં ફેરવવામાં આવે છે.

(B) જ્યારે ધાતુઓ મોટાભાગના ખનિજ એસિડ (જેમ કે $HCl$ અથવા $H_2SO_4$) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
જોકે,$HNO_3$ (નાઈટ્રિક એસિડ) એક ખૂબ જ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
જ્યારે ધાતુ $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન વાયુનું નાઈટ્રિક એસિડ દ્વારા તરત જ પાણી $(H_2O)$ માં ઓક્સિડેશન થઈ જાય છે.
પરિણામે,ધાતુ પોતે તેના અનુરૂપ નાઈટ્રેટ ક્ષારમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને નાઈટ્રિક એસિડનું નાઈટ્રોજન ઓક્સાઇડ્સ જેવા કે $N_2O$,$NO$ અથવા $NO_2$ માં રિડક્શન થાય છે.

(N/A) સંયોજન $X$ એ આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઇડ છે, જેને $Fe_{2}O_{3}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
$(b)$ આ પ્રક્રિયાને થર્મિટ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$(c)$ આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Fe_{2}O_{3}(s) + 2Al(s) \rightarrow 2Fe(l) + Al_{2}O_{3}(s) + \text{ઉષ્મા}$

(A) $1$. આપેલ છે કે ક્ષાર $Y$ નું અણુસૂત્ર $XOH$ છે અને તેનું આણ્વીય દળ $40$ છે।
$2$. $O$ નું પરમાણ્વીય દળ $16$ અને $H$ નું $1$ છે। તેથી, $X + 16 + 1 = 40$, જે પરથી $X = 23$ મળે છે। $23$ પરમાણ્વીય દળ ધરાવતું તત્વ સોડિયમ $(Na)$ છે।
$3$. આમ, $X$ એ $Na$ છે, $Y$ એ $NaOH$ છે અને મુક્ત થતો વાયુ $Z$ એ હાઇડ્રોજન $(H_2)$ છે, જે અત્યંત જ્વલનશીલ છે।
$4$. સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2Na(s) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + H_2(g) + \text{ઉષ્મા ઉર્જા}$.

(A) અધાતુ $X$ એ કાર્બન છે, જે અપરરૂપતા દર્શાવે છે।
$Y$ એ હીરો છે, જે જાણીતો સૌથી સખત કુદરતી પદાર્થ છે।
$Z$ એ ગ્રેફાઇટ છે, જે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે વિદ્યુતનો સારો સુવાહક છે।
તેથી, $X = \text{કાર્બન}, Y = \text{હીરો}, Z = \text{ગ્રેફાઇટ}$।

(N/A) ના, એલ્યુમિનિયમનું રિડક્શન થતું નથી. કારણ કે એલ્યુમિનિયમમાં ઓક્સિજન ઉમેરાય છે, તેથી તેનું ઓક્સિડેશન થઈને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ બને છે.
$(b)$ ના, $MnO_2$ નું ઓક્સિડેશન થતું નથી. કારણ કે મેંગેનીઝે ઓક્સિજન ગુમાવ્યો છે, તેથી $MnO_2$ નું રિડક્શન થઈને મેંગેનીઝ $(Mn)$ મળે છે.

(N/A) સોલ્ડર એ સીસું $(Pb)$ અને ટીન $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
સોલ્ડરનો મુખ્ય ગુણધર્મ જે તેને વિદ્યુત વાયરોને જોડવા માટે યોગ્ય બનાવે છે તે તેનું નીચું ગલનબિંદુ છે,જે તેને પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાને સરળતાથી ઓગળવા દે છે,જેથી નાજુક વિદ્યુત ઘટકોને નુકસાન થતું નથી.

(A) થર્મિટ પ્રક્રિયામાં વપરાતી ધાતુ $A$ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ છે.
જ્યારે એલ્યુમિનિયમને ઓક્સિજન સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_{2}O_{3})$ બનાવે છે,જે ઓક્સાઇડ $B$ છે.
એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ ઉભયધર્મી છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
$A = Al$
$B = Al_{2}O_{3}$
$HCl$ (એસિડ) સાથેની પ્રક્રિયા:
$Al_{2}O_{3} + 6HCl \rightarrow 2AlCl_{3} + 3H_{2}O$
$NaOH$ (બેઇઝ) સાથેની પ્રક્રિયા:
$Al_{2}O_{3} + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_{2} + H_{2}O$

(N/A) પારો (Mercury) એકમાત્ર એવી ધાતુ છે જે ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપે જોવા મળે છે. તે તેની સલ્ફાઇડ કાચી ધાતુ,જેને સિનાબાર $(HgS)$ કહેવામાં આવે છે,તેને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરીને (ભુંજન દ્વારા) મેળવવામાં આવે છે.
તેમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. સિનાબારને હવામાં ગરમ કરતા મર્ક્યુરી$(II)$ ઓક્સાઇડ બને છે:
$2HgS + 3O_2 \xrightarrow{\text{Heat}} 2HgO + 2SO_2$
$2$. મર્ક્યુરી$(II)$ ઓક્સાઇડને વધુ ગરમ કરતા મર્ક્યુરી ધાતુ મળે છે:
$2HgO \xrightarrow{\text{Heat}} 2Hg + O_2$

(A) દ્વિઅંગી સંયોજનનું સૂત્ર નક્કી કરવા માટે,આપણે સંયોજાતા તત્વોની સંયોજકતાને સંતુલિત કરીએ છીએ:
$(a)$ $Mg$ ની સંયોજકતા $+2$ છે અને $N$ ની સંયોજકતા $-3$ છે. સંયોજકતાઓની અદલાબદલી કરતા,આપણને $Mg_{3}N_{2}$ (મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રાઈડ) મળે છે.
$(b)$ $Li$ ની સંયોજકતા $+1$ છે અને $O$ ની સંયોજકતા $-2$ છે. સંયોજકતાઓની અદલાબદલી કરતા,આપણને $Li_{2}O$ (લિથિયમ ઓક્સાઈડ) મળે છે.
$(c)$ $Al$ ની સંયોજકતા $+3$ છે અને $Cl$ ની સંયોજકતા $-1$ છે. સંયોજકતાઓની અદલાબદલી કરતા,આપણને $AlCl_{3}$ (એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ) મળે છે.
$(d)$ $K$ ની સંયોજકતા $+1$ છે અને $O$ ની સંયોજકતા $-2$ છે. સંયોજકતાઓની અદલાબદલી કરતા,આપણને $K_{2}O$ (પોટેશિયમ ઓક્સાઈડ) મળે છે.

(N/A) તેનું કેલ્સિનેશન (calcination) થાય છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$ZnCO_{3} \xrightarrow{\text{Heat}} ZnO + CO_{2}$
$(b)$ તેનું સ્વયં-રિડક્શન (auto-reduction) થાય છે,જેનાથી કોપર ધાતુ અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે:
$2Cu_{2}O + Cu_{2}S \xrightarrow{\text{Heat}} 6Cu + SO_{2}$

(N/A) કાર્બન $(C)$ છે,$B$ કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ છે અને $C$ કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ છે.
$(b)$ કાર્બન $(A)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે,જેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 4$ છે. તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ-$14$ માં આવે છે.