Reduction to free Metal Questions in Gujarati

(C) એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુતવિભાજન નિષ્કર્ષણમાં,શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ નું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે અને તે વિદ્યુતનું મંદ વાહક છે.
ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ને એલ્યુમિનામાં ઉમેરવામાં આવે છે જેથી તેનું ગલનબિંદુ ઘટે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધે.

(D) કેલ્શિયમ એ ગ્રેફાઈટ ક્રુસિબલમાં આશરે $16 \%$ કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ $(CaF_2)$ સાથેના કેલ્શિયમ ક્લોરાઈડ $(CaCl_2)$ ના પીગળેલા મિશ્રણના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડવા અને વિદ્યુત વાહકતા વધારવા માટે $CaF_2$ ઉમેરવામાં આવે છે.

(C) $Down's \ process$ માં,$CaCl_2$ ને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ $(NaCl)$ માં ઉમેરવામાં આવે છે જેથી મિશ્રણનું ગલનબિંદુ $1075 \ K$ થી ઘટીને આશરે $850 \ K$ થાય.
તાપમાનમાં આ ઘટાડો ઊર્જા બચાવવામાં મદદ કરે છે અને ધાતુમય સોડિયમના બાષ્પીભવનને અટકાવે છે.

(D) $CaF_2$ ને મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડવા અને વાહકતા લાવવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોલિટીક નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં મેગ્નેશિયમને ઓક્સિડેશનથી બચાવવા માટે,આખી પ્રક્રિયા કોલ ગેસના વાતાવરણમાં કરવામાં આવે છે.

(D) થર્મિટ વેલ્ડિંગ એ હકીકત પર આધારિત છે કે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સિજન માટે ખૂબ જ આકર્ષણ ધરાવે છે અને તેનું ઓક્સિડેશન એક અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયામાં,એલ્યુમિનિયમ પાવડરનો ઉપયોગ ધાતુના ઓક્સાઇડ (જેમ કે $Fe_2O_3$) ને તેમની સંબંધિત ધાતુઓમાં ઘટાડવા માટે થાય છે,જે મોટી માત્રામાં ગરમી મુક્ત કરે છે.

(C) $Aluminium$ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ ની સર્જન એન્થાલ્પી ખૂબ જ ઋણ હોય છે,જે તેને ઉષ્માગતિશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ ખૂબ જ સ્થાયી બનાવે છે.
આ ઉચ્ચ સ્થિરતાને કારણે,તેનું કાર્બન અથવા હાઇડ્રોજન જેવા સામાન્ય રાસાયણિક રિડક્શન કરતા પદાર્થો દ્વારા સરળતાથી રિડક્શન કરી શકાતું નથી.
તેથી,તેનું રિડક્શન સામાન્ય રીતે વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(A) સાચો જવાબ $(A)$ છે.
થર્મિટ પ્રક્રિયામાં એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ પાવડરનો ઉપયોગ રિડક્શન કર્તા તરીકે થાય છે,જે ધાતુના ઓક્સાઇડ (જેમ કે $Fe_2O_3$) નું તેમની ધાતુમાં રિડક્શન કરે છે.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે: $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$.

(C) ગોલ્ડસ્મિટ એલ્યુમિનોથર્મિક પ્રક્રિયામાં થર્મિટ તરીકે ઓળખાતા મિશ્રણનો ઉપયોગ થાય છે.
થર્મિટમાં ધાતુના ઓક્સાઇડ (સામાન્ય રીતે $Fe_2O_3$) અને એલ્યુમિનિયમ પાવડર $(Al)$ નું દળથી $3:1$ ના પ્રમાણમાં મિશ્રણ હોય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$.

(A) Serpeck ની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સિલિકાની અશુદ્ધિ ધરાવતી બોક્સાઈટ કાચી ધાતુના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બોક્સાઈટને કોક અને નાઈટ્રોજન સાથે $1800 \ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરીને એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ $(AlN)$ બનાવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Al_2O_3 + 3C + N_2 \rightarrow 2AlN + 3CO$.
બનેલા એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ $(AlN)$ નું પાણી સાથે જળવિભાજન કરવામાં આવે છે:
$AlN + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + NH_3$.
આમ,આ પ્રક્રિયામાં એમોનિયા $(NH_3)$ આડપેદાશ તરીકે મળે છે.

(D) . ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ને હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયા દરમિયાન એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ માં બે મુખ્ય કારણોસર ઉમેરવામાં આવે છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ આશરે $2323 \ K$ થી ઘટાડીને લગભગ $1140 \ K$ કરે છે,જે ઉર્જાની બચત કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે,જે વિદ્યુત વિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(B) એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુતવિભાજન નિષ્કર્ષણ દરમિયાન ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ઉમેરવામાં આવે છે,જેના મુખ્ય બે કારણો છે:
$(1)$ મિશ્રણનું ગલનબિંદુ $2323 \ K$ થી ઘટાડીને આશરે $1140 \ K$ કરવા માટે,જેથી ઉર્જાની બચત થાય.
$(2)$ પીગળેલા વિદ્યુતવિભાજ્યની વિદ્યુત વાહકતા વધારવા માટે.

(B) એલ્યુમિનિયમના નિષ્કર્ષણ માટેની હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ નું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું (આશરે $2050 \ ^\circ C$) હોય છે.
પીગળેલું ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ ઉમેરવાથી બે મુખ્ય હેતુઓ સિદ્ધ થાય છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડીને આશરે $950 \ ^\circ C$ કરે છે,જે ઉર્જાની બચત કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા દ્રવ્યની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે,જે વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(C) એલ્યુમિનિયમના નિષ્કર્ષણ માટેની હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ને પિગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ માં ઓગાળવામાં આવે છે.
આ મિશ્રણનો ઉપયોગ વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે થાય છે કારણ કે તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.

(B) એલ્યુમિનિયમ હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,જેમાં પીગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ માં ઓગળેલા એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ નું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે.
ક્રાયોલાઇટ મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Al_2O_3 + 3C \rightarrow 4Al + 3CO_2$
કેથોડ પર:
$Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al$
એનોડ પર:
$C(s) + O^{2-} \rightarrow CO + 2e^-$
$C(s) + 2O^{2-} \rightarrow CO_2 + 4e^-$

(B) હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ નું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું ($2323 \ K$ ની આસપાસ) હોય છે અને તે વિદ્યુતનું મંદ વાહક છે.
ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ને એલ્યુમિનામાં ઉમેરવાથી તેનું ગલનબિંદુ ઘટીને $1140 \ K$ ની આસપાસ થાય છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધે છે,જેથી વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયા વધુ કાર્યક્ષમ બને છે.

(B) પીગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ માં ઓગળેલા એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ના વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શનમાં ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ થોડા પ્રમાણમાં ઉમેરવામાં આવે છે.
તેનું મુખ્ય કાર્ય મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડવાનું અને પીગળેલા મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતા વધારવાનું છે,જે લગભગ $1140 \, K$ ના નીચા તાપમાને વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(D) એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુતવિભાજન ઉત્પાદન માટેની હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,વિદ્યુતવિભાજન કોષમાં કાર્બન (ગ્રેફાઇટ) નું અસ્તર હોય છે,જે કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
ગ્રેફાઇટના સળિયા પીગળેલા ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં લટકાવવામાં આવે છે,જે એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,કેથોડ અને એનોડ બંને કાર્બન (ગ્રેફાઇટ) ના બનેલા હોય છે.

(C) એલ્યુમિનિયમના નિષ્કર્ષણ માટેની વ્યાપારી વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયામાં,જેને $Hall-Héroult$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં વપરાતો વિદ્યુતવિભાજ્ય $Al_2O_3$ (એલ્યુમિના),$Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) અને $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) નું પીગળેલું મિશ્રણ છે.
ક્રાયોલાઇટ મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.

(B) વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ માં ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
તે બે મુખ્ય હેતુઓ પૂરા પાડે છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ આશરે $2050 \ ^\circ C$ થી ઘટાડીને લગભગ $950 \ ^\circ C$ કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા દ્રવ્યની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે,જેનાથી પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે.

(C) Hall-Heroult પ્રક્રિયામાં એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ નું વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન થાય છે.
શુદ્ધ એલ્યુમિનાનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે અને તે વિદ્યુતનું મંદ વાહક છે.
આ સમસ્યાને દૂર કરવા માટે,એલ્યુમિનાને ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોસ્પાર $(CaF_2)$ ના પીગળેલા મિશ્રણમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
આ મિશ્રણ બે મુખ્ય કાર્યો કરે છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડીને આશરે $1240 \ K$ કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) શુદ્ધ બોક્સાઈટમાંથી એલ્યુમિનિયમ મેળવવાની વિદ્યુતવિભાજન પદ્ધતિમાં,ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ ને મિશ્રણમાં ઉમેરવામાં આવે છે કારણ કે તે બોક્સાઈટનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે (આશરે $2050\ ^oC$ થી ઘટાડીને $900\ ^oC$ સુધી) અને મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો કરે છે.

(B) . શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ વિદ્યુતનું મંદ વાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ આશરે $2000\ ^\circ C$ જેટલું ઊંચું હોય છે.
આ તાપમાને,ઉત્પન્ન થતી $Al$ ધાતુ બાષ્પીભવન પામે છે કારણ કે તેનું ઉત્કલનબિંદુ $1800\ ^\circ C$ છે.
ગલનબિંદુ ઘટાડવા અને વાહકતા સુધારવા માટે,એલ્યુમિનામાં $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) અને $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) ઉમેરવામાં આવે છે.

(D) લેડનું તેના મુખ્ય અયસ્ક,ગેલેના $(PbS)$ માંથી નિષ્કર્ષણ સ્વયં-રિડક્શન અથવા ઓટો-રિડક્શન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
રિવર્બરેટરી ભઠ્ઠીમાં,અયસ્કને હવામાં આંશિક રીતે શેકવામાં આવે છે જેથી કેટલાક $PbS$ નું $PbO$ અને $PbSO_4$ માં રૂપાંતર થાય છે:
$2PbS + 3O_2 \rightarrow 2PbO + 2SO_2$
$PbS + 2O_2 \rightarrow PbSO_4$
આંશિક શેક્યા પછી,હવાનો પુરવઠો બંધ કરવામાં આવે છે અને તાપમાન વધારવામાં આવે છે. બાકી રહેલ $PbS$ એ બનેલા $PbO$ અને $PbSO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુ સ્વરૂપે લેડ આપે છે:
$PbS + 2PbO \rightarrow 3Pb + SO_2$
$PbS + PbSO_4 \rightarrow 2Pb + 2SO_2$
આ પ્રક્રિયાને સ્વયં-રિડક્શન કહેવામાં આવે છે.

(A) થોમસ સ્લેગ એ સ્ટીલ ઉદ્યોગની આડપેદાશ છે,જે ખાસ કરીને ફોસ્ફરસ ધરાવતા પિગ આયર્નમાંથી સ્ટીલના ઉત્પાદન દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે. તેને રાસાયણિક રીતે ટેટ્રાકેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે $Ca_3(PO_4)_2 \cdot CaO$ અથવા $Ca_4P_2O_9$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે થાય છે.

(B) થર્મિટ પ્રક્રિયામાં એલ્યુમિનિયમ પાવડર દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
સૌથી સામાન્ય થર્મિટ મિશ્રણ આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઇડ $(Fe_2O_3)$ અને એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ પાવડરનું બનેલું છે.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે: $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$.

(C) સાયનાઇડ પ્રક્રિયા (જેને મેક-આર્થર ફોરેસ્ટ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નો ઉપયોગ $Au$ (સોનું) અને $Ag$ (ચાંદી) બંનેના નિષ્કર્ષણમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ધાતુને હવા (જે $O_2$ ના સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે) ની હાજરીમાં $NaCN$ અથવા $KCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે નિક્ષાલન કરવામાં આવે છે.
સાયનાઇડ આયનના નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,આ ધાતુઓ $CN^-$ આયન સાથે $[Au(CN)_2]^-$ અને $[Ag(CN)_2]^-$ જેવા દ્રાવ્ય સંકીર્ણ ક્ષારો બનાવે છે.

(A) ધાતુના ઓક્સાઈડના રિડક્શનની સરળતા તેની ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે,જે પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા $(\Delta G_f^\circ)$ સાથે સંબંધિત છે.
વધારે ઋણ $\Delta G_f^\circ$ મૂલ્ય ધરાવતી ધાતુઓ વધુ સ્થિર ઓક્સાઈડ બનાવે છે,જેનું રિડક્શન કરવું મુશ્કેલ હોય છે.
એલિંગહામ આકૃતિ મુજબ,$Cs$ અને $Mg$ જેવી આલ્કલી અને આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ $Zn$ કે $Ag$ જેવી સંક્રાંતિ ધાતુઓની સરખામણીમાં વધુ સ્થિર ઓક્સાઈડ ધરાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$Cs$ (સીઝિયમ) એક આલ્કલી ધાતુ છે જે ઓક્સિજન પ્રત્યે ખૂબ જ આકર્ષણ ધરાવે છે,તેથી તેનો ઓક્સાઈડ સૌથી વધુ સ્થિર છે અને તેને ધાતુમાં રિડ્યુસ કરવું સૌથી મુશ્કેલ છે.

(B) $Zn$ ને તેની કાચી ધાતુ (સામાન્ય રીતે $ZnO$) માંથી મેળવવા માટે,રિડક્શન પ્રક્રિયા કોક $(C)$ સાથે ગરમ કરીને કરવામાં આવે છે.
$Zn$ નું ઉત્કલન બિંદુ નીચું $(907 \ ^\circ C)$ હોવાથી,તે બાષ્પ સ્વરૂપે પ્રાપ્ત થાય છે.
ત્યારબાદ ધાતુને તેની બાષ્પના સંઘનન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
ધાતુ પોતે બાષ્પશીલ હોવાથી અને તેને અબાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓથી નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરી શકાતી હોવાથી,સ્લેગ બનાવવા માટે ફ્લક્સ ઉમેરવાની જરૂર પડતી નથી.

(B) સ્મેલ્ટિંગ એ કોક અથવા $CO$ જેવા રિડક્શન કર્તાની મદદથી ધાતુના ઓક્સાઇડનું ધાતુમાં રિડક્શન કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં ધાતુના ઓક્સાઇડનું તેના ધાતુ સ્વરૂપમાં રિડક્શન થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,આયર્ન (લોખંડ) ના નિષ્કર્ષણમાં:
$Fe_2O_3 + 3C \to 2Fe + 3CO$
$Fe_2O_3 + 3CO \to 2Fe + 3CO_2$

(A) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન અથવા કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે આયર્ન જેવી ધાતુઓને તેમના અયસ્કમાંથી મેળવવા માટે $Blast \ furnace$ માં કરવામાં આવે છે.

(A) કોપર પાયરાઇટ્સ $(CuFeS_2)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,કાચી ધાતુને રિવર્બરેટરી ભઠ્ઠીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે. પરિણામી પીગળેલા દ્રવ્યને કોપર મેટ કહેવામાં આવે છે,જે મુખ્યત્વે ક્યુપ્રસ સલ્ફાઇડ $(Cu_2S)$ અને ફેરસ સલ્ફાઇડ $(FeS)$ નું મિશ્રણ છે.

(D) આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Electric \ furnace$ (ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠી) સૌથી વધુ તાપમાન ઉત્પન્ન કરી શકે છે. તે ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે વિદ્યુત ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે,જે $3000 \ ^\circ C$ થી વધુ તાપમાન સુધી પહોંચી શકે છે,જ્યારે $Blast \ furnace$ અથવા $Reverberatory \ furnace$ જેવી અન્ય ભઠ્ઠીઓ બળતણના દહન દ્વારા મર્યાદિત હોય છે.

(D) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન (કોક) જેવા રિડક્શન કર્તા સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડ અયસ્કનું રિડક્શન કરવાની પ્રક્રિયા છે,જેમાં અશુદ્ધિઓને સ્લેગ તરીકે દૂર કરવા માટે ઘણીવાર ફ્લક્સનો ઉપયોગ થાય છે.

(A) ફ્લક્સની હાજરીમાં રિડક્શન કર્તાનો ઉપયોગ કરીને ધાતુને તેની પીગળેલી (fused) અવસ્થામાં મેળવવાની પ્રક્રિયાને $Smelting$ કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$Pb$,$Zn$,$Fe$ અને $Cu$ જેવી ઓછી વિદ્યુત-ધન ધાતુઓના ઓક્સાઇડને ઊંચા તાપમાને કાર્બન અથવા અન્ય રિડક્શન કર્તા દ્વારા રિડક્શન કરીને પીગળેલી અવસ્થામાં મેળવવામાં આવે છે.

(B) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે.
પ્રક્રિયા $Fe_2O_3 + 3C \to 2Fe + 3CO$ માં,આયર્ન ઓક્સાઇડનું કાર્બન દ્વારા રિડક્શન થઈને ધાતુમય આયર્ન મળે છે,જે સ્મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયાનું લાક્ષણિક ઉદાહરણ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(A) ધાતુશાસ્ત્રમાં,ફ્લક્સ એ કાચી ધાતુમાં ઉમેરવામાં આવતો પદાર્થ છે જે ન ઓગળી શકે તેવી અશુદ્ધિઓ (ગેંગ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓગળી શકે તેવો પદાર્થ બનાવે છે જેને સ્લેગ (slag) કહેવામાં આવે છે.
$Flux + \text{Gangue} \rightarrow \text{Slag}$

(A) બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં,ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ વિઘટિત થઈને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ બનાવે છે.
$CaCO_3 \to CaO + CO_2$
$CaO$ ફ્લક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે અને લોખંડની કાચી ધાતુમાં રહેલી સિલિકા $(SiO_2)$ અશુદ્ધિ (ગેંગ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સિલિકેટ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે,જેને સ્લેગ (ધાતુમલ) કહેવામાં આવે છે.
$CaO + SiO_2 \to CaSiO_3$ (સ્લેગ)

(C) લોખંડના નિષ્કર્ષણમાં,લોખંડની કાચી ધાતુમાં $SiO_2$ (સિલિકા) ની એસિડિક અશુદ્ધિઓ હોય છે.
આને દૂર કરવા માટે,બેઝિક ફ્લક્સ તરીકે $CaCO_3$ (લાઇમસ્ટોન) ઉમેરવામાં આવે છે.
$CaCO_3$ નું વિઘટન થઈને $CaO$ બને છે,જે $SiO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CaSiO_3$ (સ્લેગ) બનાવે છે.
$CaCO_3 \to CaO + CO_2$
$CaO + SiO_2 \to CaSiO_3$ (સ્લેગ)

(B) $CaCO_3 \to CaO + CO_2$
$\underset{\text{Flux}}{CaO} + \underset{\text{Impurity of haematite}}{SiO_2} \to \underset{\text{Slag}}{CaSiO_3}$
લોખંડના નિષ્કર્ષણમાં,ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ વિઘટિત થઈને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ બનાવે છે,જે ફ્લક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે અને સિલિકા $(SiO_2)$ જેવી એસિડિક અશુદ્ધિઓને સ્લેગ $(CaSiO_3)$ તરીકે દૂર કરે છે.

(B) કોપર પાઈરાઈટ્સ $(CuFeS_2)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,આયર્નની અશુદ્ધિ $(FeO)$ ને ફ્લક્સ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ ઉમેરીને દૂર કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $FeO (s) + SiO_2 (s) \to FeSiO_3 (l)$ (સ્લેગ).
આમ,બનેલો સ્લેગ આયર્ન સિલિકેટ $(FeSiO_3)$ છે.

(C) સિલ્વર $(Ag)$ ના નિષ્કર્ષણમાં હાઇડ્રોમેટલર્જીનો સમાવેશ થાય છે,જેમાં સંકીર્ણ બને છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Ag_2S + 4NaCN \to 2Na[Ag(CN)_2] + Na_2S$
$2Na[Ag(CN)_2] + Zn \to Na_2[Zn(CN)_4] + 2Ag$
આ પ્રક્રિયામાં,સિલ્વરને સોડિયમ સાયનાઈડના દ્રાવણમાં ઓગાળીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $Na[Ag(CN)_2]$ બનાવવામાં આવે છે.

(B) એમાલગમેશન પ્રક્રિયામાં સિલ્વર $(Ag)$ અથવા ગોલ્ડ $(Au)$ જેવી ઉમદા ધાતુઓને તેમના અયસ્કમાંથી અલગ કરવા માટે મર્ક્યુરી $(Hg)$ નો ઉપયોગ થાય છે.
સિલ્વરના નિષ્કર્ષણમાં,અયસ્કને મર્ક્યુરી સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને એમાલગમ બનાવવામાં આવે છે,ત્યારબાદ શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે તેનું નિસ્યંદન કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સિદ્ધાંતમાં ધાતુ-મર્ક્યુરી મિશ્રધાતુ (એમાલગમ) બનાવવી અને ત્યારબાદ નિસ્યંદનનો સમાવેશ થાય છે: $Ag + Hg \to Ag-Hg \text{ (એમાલગમ)}$.
તેથી,સિલ્વર એ આ પ્રક્રિયા દ્વારા નિષ્કર્ષિત થતી ધાતુ છે.

(C) ધાતુશાસ્ત્રની પ્રક્રિયામાં,ફ્લક્સ અશુદ્ધિ (gangue) સાથે પ્રક્રિયા કરીને પીગળી શકે તેવો પદાર્થ બનાવે છે જેને સ્લેગ કહેવાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,લોખંડના નિષ્કર્ષણમાં,$CaO$ (ફ્લક્સ) એ $SiO_2$ (અશુદ્ધિ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CaSiO_3$ (સ્લેગ) બનાવે છે.
આમ,$CaSiO_3$ એ સ્લેગ છે.

(B) સિલિકા $(SiO_2)$ એ એસિડિક અશુદ્ધિ (ગેંગ) છે. તેને દૂર કરવા માટે,કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ જેવા બેઝિક ફ્લક્સ ઉમેરવામાં આવે છે જેથી પીગળી શકાય તેવો સ્લેગ,કેલ્શિયમ સિલિકેટ $(CaSiO_3)$ બને છે.
$SiO_2 (\text{એસિડિક અશુદ્ધિ}) + CaO (\text{બેઝિક ફ્લક્સ}) \to CaSiO_3 (\text{સ્લેગ})$

(D) ધાતુશાસ્ત્રમાં,કાચી ધાતુમાં રહેલી અનિચ્છનીય પૃથ્વી જેવી અશુદ્ધિઓને $Gangue$ (ગેંગ્યુ) કહેવામાં આવે છે.
આ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે,$Flux$ (ફ્લક્સ) નામનો પદાર્થ ઉમેરવામાં આવે છે.
$Flux$ એ $Gangue$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને $Slag$ (સ્લેગ) તરીકે ઓળખાતો પીગળી શકે તેવો પદાર્થ બનાવે છે.
$Flux + Gangue \rightarrow Slag$
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે સરળતાથી પીગળી શકે તેવો સ્લેગ બનાવવા માટે કાચી ધાતુમાં રહેલા ગેંગ્યુ સાથે જોડાવા માટે ફ્લક્સને કાળજીપૂર્વક પસંદ કરવામાં આવે છે.

(B) આધુનિક બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં,ચાર્જમાં કેલ્સાઈન્ડ આયર્ન ઓર (આયર્ન ઓક્સાઈડ),ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ અને કોકનું મિશ્રણ હોય છે.
$1$. આયર્ન ઓર લોખંડનો સ્ત્રોત પૂરો પાડે છે.
$2$. ચૂનાનો પથ્થર ફ્લક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સિલિકા $(SiO_2)$ જેવી અશુદ્ધિઓને સ્લેગ $(CaSiO_3)$ બનાવીને દૂર કરે છે.
$3$. કોક બળતણ અને રિડક્શન કર્તા બંને તરીકે કાર્ય કરે છે,જે આયર્ન ઓક્સાઈડનું રિડક્શન કરીને ધાતુમય લોખંડ મેળવે છે.

(D) બ્લાસ્ટ ફર્નેસને તાપમાનના આધારે વિવિધ ઝોનમાં વહેંચવામાં આવે છે. કમ્બશન ઝોન,જે નીચેના ભાગમાં હોય છે જ્યાં ગરમ હવા ફૂંકવામાં આવે છે,ત્યાં સૌથી વધુ તાપમાન આશરે $2200 \, K$ હોય છે.

ઝોન	તાપમાન
કમ્બશન ઝોન	$2200 \, K$
ફ્યુઝન ઝોન	$1600 \, K$
સ્લેગ ઝોન	$1300 \, K$
રિડક્શન ઝોન	$800 \, K$

(D) ફ્લક્સ એ અયસ્કમાં રહેલી અશુદ્ધિઓને (ગેંગ) દૂર કરવા માટે ઉમેરવામાં આવતો પદાર્થ છે,જે પીગળી શકે તેવો પદાર્થ બનાવે છે જેને સ્લેગ કહેવાય છે.
અશુદ્ધિના સ્વભાવના આધારે,વિવિધ પ્રકારના ફ્લક્સનો ઉપયોગ થાય છે.
જો અશુદ્ધિ એસિડિક હોય (દા.ત.,$SiO_2$),તો બેઝિક ફ્લક્સ (દા.ત.,$CaO$) નો ઉપયોગ થાય છે.
જો અશુદ્ધિ બેઝિક હોય (દા.ત.,$FeO$),તો એસિડિક ફ્લક્સ (દા.ત.,$SiO_2$) નો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,ફ્લક્સનો ઉપયોગ એસિડિક અને બેઝિક બંને પ્રકારની અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.