Reduction to free Metal Questions in Gujarati

(C) $NaCl$ નું ગલનબિંદુ $803\,^oC$ છે. $CaCl_2$ ઉમેરવાથી મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટીને $600\,^oC$ થાય છે,જે પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(D) કાર્બન દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઈડનું રિડક્શન એ ઓક્સાઈડની થર્મોડાયનેમિક સ્થિરતા અને કાર્બનની સરખામણીમાં ધાતુની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ પર આધાર રાખે છે.
$Ca$ અને $K$ જેવી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય છે અને ખૂબ જ સ્થાયી ઓક્સાઈડ ($CaO$ અને $K_2O$) બનાવે છે.
આ ઓક્સાઈડના નિર્માણ માટે ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાનું મૂલ્ય ખૂબ જ ઋણ હોય છે,જેના કારણે સામાન્ય ધાતુશાસ્ત્રીય તાપમાને કાર્બનનો ઉપયોગ કરીને તેમનું રિડક્શન કરવું મુશ્કેલ છે.
તેની સામે,$Fe, Pb, Cu$ અને $Sn$ જેવી ઓછી સક્રિય ધાતુઓના ઓક્સાઈડનું કાર્બન દ્વારા રિડક્શન થઈ શકે છે કારણ કે તેમના ઓક્સાઈડ ઊંચા તાપમાને $CO$ અથવા $CO_2$ કરતા ઓછા સ્થાયી હોય છે.
તેથી,$CaO$ અને $K_2O$ નું રિડક્શન કાર્બન દ્વારા થઈ શકતું નથી.

(C) એલ્યુમિનિયમનું નિષ્કર્ષણ $Hall-Heroult$ પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ (એલ્યુમિના) ને મોલ્ટેન ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ અથવા ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ માં ઓગાળવામાં આવે છે. આ મિશ્રણ વિદ્યુત વિભાજ્યનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે. તેથી,વપરાતું વિદ્યુત વિભાજ્ય એ મોલ્ટેન ક્રાયોલાઈટ સાથે એલ્યુમિનાનું મિશ્રણ છે.

(B) બ્લાસ્ટ ભઠ્ઠીમાં,હિમેટાઈટ $(Fe_2O_3)$ નું આયનમાં રિડક્શન થાય છે. અયસ્કમાં ઘણીવાર અશુદ્ધિ (ગેંગ) તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ હોય છે.
આ એસિડિક અશુદ્ધિને દૂર કરવા માટે,ફ્લક્સ તરીકે લાઇમ સ્ટોન $(CaCO_3)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
ઊંચા તાપમાને,લાઇમ સ્ટોનનું વિઘટન થઈને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ બને છે,જે બેઝિક ફ્લક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે:
$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$
ત્યારબાદ,$CaO$ સિલિકા અશુદ્ધિ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સિલિકેટ સ્લેગ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે:
$CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$
આમ,વપરાતું સાચું ફ્લક્સ લાઇમ સ્ટોન છે.

(C) તાંબાના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન બેસેમર કન્વર્ટર દ્વારા બ્લીસ્ટર કોપર મેળવવામાં આવે છે. તેમાં આશરે $98\%$ શુદ્ધ તાંબુ અને $2\%$ અશુદ્ધિઓ હોય છે,જે મુખ્યત્વે $SO_2$ વાયુના ઉત્સર્જનને કારણે હોય છે,જે ઘન ધાતુની સપાટી પર ફોલ્લા (blisters) બનાવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) લાઇમસ્ટૉન $(CaCO_3)$ એ બેઝિક ફલક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે જે સિલિકા $(SiO_2)$ જેવી એસિડિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરે છે.
પ્રક્રિયા: $CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$ (ધાતુમલ).

(D) એલ્યુમિનિયમના નિષ્કર્ષણ માટેની હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ નું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું $(2323 \ K)$ હોય છે અને તે વિદ્યુતનું મંદ વાહક છે.
આ સમસ્યાઓને દૂર કરવા માટે,વિદ્યુતવિભાજ્યમાં પિગલીત ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
તેના બે મુખ્ય ફાયદા છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડીને લગભગ $1240 \ K$ કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે,જે વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(D) ગોલ્ડસ્મીટ થર્માઈટ પ્રક્રિયામાં ધાતુના ઓક્સાઈડ (સામાન્ય રીતે $Fe_2O_3$) નું એલ્યુમિનિયમ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Fe_2O_3(s) + 2Al(s) \rightarrow 2Fe(l) + Al_2O_3(s) + \text{Heat}$.
અહીં,$Al$ એ $Fe_2O_3$ નું $Fe$ માં રિડક્શન કરે છે અને પોતે $Al_2O_3$ માં ઓક્સિડેશન પામે છે. તેથી,$Al$ એ રિડક્શનકર્તા છે.

(D) સ્ટીલ એ લોખંડ અને કાર્બનનું મિશ્રધાતુ છે,જેમાં કાર્બનનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે $0.15\%$ થી $1.5\%$ ની વચ્ચે હોય છે.
બીજી તરફ,કાસ્ટ આયર્નમાં કાર્બનનું પ્રમાણ વધારે હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $2.2\%$ થી $4.5\%$ ની વચ્ચે હોય છે.
તેથી,સ્ટીલ માટે સાચી શ્રેણી $0.15 - 1.5\%$ છે.

(C) $Hall-Heroult$ પ્રક્રમમાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ ને $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) અને $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે.
આ મિશ્રણ વિદ્યુતવિભાજ્યનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
તેથી,વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વપરાતું સાચું મિશ્રણ પિગલિત $Al_2O_3 + Na_3AlF_6$ છે.

(B) $SiO_2$ એ એસિડિક અશુદ્ધિ છે. એસિડિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે બેઝિક ફલક્સની જરૂર પડે છે. $CaO$ બેઝિક ફલક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે અને $SiO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્લેગ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$.

(D) એલ્યુમિનિયમ પાવડર સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનને $Aluminothermic$ $process$ (એલ્યુમિનોથર્મીક પદ્ધતિ) અથવા $Goldschmidt$ $process$ કહેવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $Cr_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Cr + Al_2O_3 + \text{Heat}$.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે.

(B) તેની કાચી ધાતુ $(Ag_2S)$ માંથી ચાંદીના નિષ્કર્ષણમાં નીચેના પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. લીચિંગ: $Ag_2S + 4NaCN \rightarrow 2Na[Ag(CN)_2] + Na_2S$. અહીં,$A$ એ $Na[Ag(CN)_2]$ છે.
$2$. વિસ્થાપન: $2Na[Ag(CN)_2] + Zn \rightarrow Na_2[Zn(CN)_4] + 2Ag$. અહીં,$B$ એ $Ag$ (ચાંદીની ધાતુ) છે.
તેથી,$A = Na[Ag(CN)_2]$ અને $B = Ag$.

(A) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન અથવા અન્ય રિડક્શનકર્તા વડે ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે,જેમાં ધાતુ પિગલીત અવસ્થામાં મળે છે.
રોસ્ટિંગ અને કેલ્શિનેશન એ કાચી ધાતુને ધાતુના ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયાઓ છે.
ફીણ ઉપ્લવન એ સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુના સંકેન્દ્રણ માટેની પદ્ધતિ છે.

(B) કોપર પાયરાઇટ્સ $(CuFeS_2)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,સલ્ફર દૂર કરવા અને આયર્નનું આયર્ન$(II)$ ઓક્સાઇડ $(FeO)$ માં રૂપાંતર કરવા માટે કાચી ધાતુનું ભૂંજન કરવામાં આવે છે.
$2CuFeS_2 + 4O_2 \rightarrow Cu_2S + 2FeO + 3SO_2$
$FeO$ ની અશુદ્ધિને સ્લેગ તરીકે દૂર કરવા માટે ફ્લક્સ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
$FeO + SiO_2 \rightarrow FeSiO_3$ (સ્લેગ)
તેથી,સ્લેગ મુખ્યત્વે $FeSiO_3$ નો બનેલો હોય છે.

(A) ઍલ્યુમિનિયમનું નિષ્કર્ષણ હૉલ-હેરોલ્ટ $(Hall-Héroult)$ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ ઍલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ને પીગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ માં ઓગાળવામાં આવે છે,જે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
તેથી,વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ઍલ્યુમિનિયમના નિષ્કર્ષણ માટે $Al_2O_3$ સંયોજનનો ઉપયોગ થાય છે.

(D) રોટ આયર્ન એ વ્યાવસાયિક લોખંડનું સૌથી શુદ્ધ સ્વરૂપ છે,જેમાં લગભગ $99.5 \%$ થી $99.9 \%$ આયર્ન હોય છે.
તેમાં કાર્બનનું પ્રમાણ સૌથી ઓછું ($0.25 \%$ થી ઓછું) હોવાથી,આયર્નના આપેલા સ્વરૂપોમાં તેનું ગલનબિંદુ સૌથી વધુ હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $1500 \ ^\circ C$ થી $1550 \ ^\circ C$ ની આસપાસ હોય છે.

(B) પિગલન એ રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે જેમાં $C$ અથવા $CO$ જેવા રિડક્શનકર્તાનો ઉપયોગ કરીને ધાતુ ઓક્સાઇડનું ધાતુમાં રૂપાંતર કરવામાં આવે છે.
$Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$
$Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$

(A) ઓછી માત્રા ધરાવતી કોપરની કાચી ધાતુઓ માટે હાઇડ્રોમેટલર્જીનો ઉપયોગ થાય છે. કાચી ધાતુનું એસિડ અથવા બેક્ટેરિયા દ્વારા લીચિંગ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ કોપરને ભંગાર લોખંડ અથવા $H_2$ વાયુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં ધાતુ વિસ્થાપન થાય છે જ્યાં $Cu^{2+}$ આયનો $Fe$ પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે: $Cu^{2+}(aq) + Fe(s) \rightarrow Cu(s) + Fe^{2+}(aq)$.

(D) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે. $Aluminium$ નું નિષ્કર્ષણ સ્મેલ્ટિંગ દ્વારા થઈ શકતું નથી કારણ કે તેની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ ખૂબ જ વધારે હોય છે. કાર્બન દ્વારા $Al_2O_3$ નું રિડક્શન બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં મેળવી શકાય તેવા તાપમાને થર્મોડાયનેમિકલી શક્ય નથી. તેથી,$Aluminium$ નું નિષ્કર્ષણ ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ ની હાજરીમાં પીગળેલા એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(C) કોપર પાયરાઇટ્સ $(CuFeS_2)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણમાં,સાંદ્રિત અયસ્કને ભેજ અને અસ્થિર અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે રિવરબરેટરી ભઠ્ઠીમાં ભુંજન કરવામાં આવે છે. ભુંજન પછી,અયસ્કને સિલિકા $(SiO_2)$ અને કોક સાથે મિશ્ર કરીને પ્રદ્વાવણ (Smelting) કરવામાં આવે છે. પ્રદ્વાવણ દરમિયાન,આયર્ન ઓક્સાઇડ $(FeO)$ સિલિકા સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન સિલિકેટ સ્લેગ $(FeSiO_3)$ બનાવે છે,જ્યારે કોપર $Cu_2S$ અને $FeS$ ના મિશ્રણ તરીકે રહે છે,જેને કોપર મેટ્ટે કહેવામાં આવે છે.

(A) લોખંડના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,ફ્લક્સ તરીકે ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
તે વિઘટન પામીને કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ બનાવે છે,જે અયસ્કમાં રહેલી સિલિકા $(SiO_2)$ ની અશુદ્ધિ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સિલિકેટ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે,જેને સ્લેગ કહેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$ (સ્લેગ).

(A) ફલક્સ એ એક પદાર્થ છે જે અયસ્કમાં રહેલી અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે જેથી સરળતાથી પીગળી શકે તેવો સ્લેગ (slag) બને.
બેઝિક ફલક્સનો ઉપયોગ એસિડિક અશુદ્ધિઓ (જેમ કે $SiO_2$) ને દૂર કરવા માટે થાય છે.
$Silica$ $(SiO_2)$ એ એસિડિક ફલક્સ છે,જ્યારે $Limestone$ $(CaCO_3)$,$Calcite$ $(CaCO_3)$ અને $Quick lime$ $(CaO)$ એ બેઝિક ફલક્સ છે.
તેથી,$Silica$ એ બેઝિક ફલક્સ નથી.

(A) કોપરના નિષ્કર્ષણમાં બેસેમર રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પીગળેલા મેટ ($Cu_2S$ અને $FeS$) પર હવાનો પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે.
પ્રથમ,$FeS$ નું ઓક્સિડેશન થઈને $FeO$ બને છે,જે સિલિકા $(SiO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્લેગ બનાવે છે.
ત્યારબાદ,બાકી રહેલા $Cu_2S$ નું આંશિક ઓક્સિડેશન થઈને $Cu_2O$ બને છે.
અંતે,$Cu_2S$ એ બનેલા $Cu_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુમય કોપર આપે છે,જેને સ્વ-રિડક્શન કહેવામાં આવે છે:
$Cu_2S + 2Cu_2O \rightarrow 6Cu + SO_2$.

(A) સ્મેલ્ટિંગની પ્રક્રિયામાં,$Gangue$ તરીકે ઓળખાતી અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે કાચી ધાતુમાં $Flux$ નામનો પદાર્થ ઉમેરવામાં આવે છે. $Flux$ એ $Gangue$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Slag$ નામનો પીગળેલ પદાર્થ બનાવે છે. તેથી,ફલક્સ અને અશુદ્ધિઓના જોડાણથી બનતી પીગળેલ નીપજને $Slag$ કહેવામાં આવે છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુ છે અને તેને કાર્બન દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતું નથી કારણ કે તેની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ વધુ હોય છે. તેથી,તેને તેની કાચી ધાતુ (એલ્યુમિના,$Al_2O_3$) માંથી વિદ્યુતવિભાજ્ય રિડક્શન (Hall-$H$éroult પ્રક્રિયા) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ સાથે મિશ્રિત પીગળેલા $Al_2O_3$ નું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે.

(B) બ્લાસ્ટ ભઠ્ઠીમાં,વિવિધ ઊંચાઈએ તાપમાન અલગ-અલગ હોય છે.
દહનનો વિભાગ (Zone of combustion) એ છે જ્યાં ગરમ હવાનો પ્રવાહ દાખલ થાય છે,જેના પરિણામે સૌથી વધુ તાપમાન જોવા મળે છે,જે આશરે $2000 \ K$ થી $2200 \ K$ જેટલું હોય છે.
તેથી,મહત્તમ તાપમાન દહન વિભાગમાં હોય છે.

(A) $Cu_2S$ અને $Cu_2O$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાને સ્વ-રિડક્શન (self-reduction) કહેવામાં આવે છે. રાસાયણિક સમીકરણ: $2Cu_2O + Cu_2S \rightarrow 6Cu + SO_2$. આ પ્રક્રિયા કોપર ધાતુ મેળવવા માટે રિવરબરેટરી ભઠ્ઠીમાં કરવામાં આવે છે.

(B) $Cu$ અથવા $Fe$ જેવી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે ફ્લક્સ ઉમેરવામાં આવે છે. ફ્લક્સ અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્લેગ નામનો પીગળી શકે તેવો પદાર્થ બનાવે છે. સ્લેગ પીગળેલી ધાતુ કરતા હલકો હોય છે અને ઉપર તરે છે,જેથી તેને સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે. વધુમાં,પ્રક્રિયા દરમિયાન તે પીગળેલી અવસ્થામાં રહે તે માટે સ્લેગનું ગલનબિંદુ ધાતુ કરતા ઓછું રાખવામાં આવે છે.

(A) એલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુ છે અને તેનો ઓક્સાઈડ $(Al_2O_3)$ ખૂબ જ સ્થાયી છે.
કાર્બન દ્વારા રિડક્શન શક્ય નથી કારણ કે તેના માટે જરૂરી તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય છે.
તેથી,નિષ્કર્ષણ પીગળેલા ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ માં ઓગળેલા $Al_2O_3$ ના વિદ્યુતવિભાજ્ય રિડક્શન દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને વાહકતા વધારે છે.

(D) $Smelting$ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન (કોક) સાથે ધાતુના ઓક્સાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે,જેમાં ધાતુ પીગળેલી અવસ્થામાં મેળવવામાં આવે છે. તેથી,કાચી ધાતુને પીગાળવા માટે ઊંચા તાપમાને તપાવવામાં આવે છે.

(C) કોપરના ધાતુશાસ્ત્રમાં,પીગળેલા મેટ્ટેને બેસેમર કન્વર્ટરમાં લેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,બાકી રહેલ $FeS$ નું ઓક્સિડેશન થઈ $FeO$ બને છે,જે સિલિકા $(SiO_2)$ સાથે સ્લેગ બનાવે છે.
અંતે,$Cu_2S$ નું ઓક્સિડેશન થઈ ધાત્વીય કોપર મળે છે.
જ્યારે પીગળેલું કોપર ઠંડું પડે છે,ત્યારે દ્રાવ્ય $SO_2$ વાયુ બહાર નીકળે છે,જેના કારણે સપાટી પર પરપોટા બને છે.
આનાથી કોપરને ફોલ્લા જેવો દેખાવ મળે છે,તેથી તેને $Blister \ copper$ (બ્લિસ્ટર કોપર) કહેવામાં આવે છે.

(A) $Al_2O_3$ એ વિદ્યુતનું મંદવાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું છે. $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) ઉમેરવાથી મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધે છે,જેથી વિદ્યુતવિભાજનની પ્રક્રિયા વધુ કાર્યક્ષમ બને છે.

(D) બ્લાસ્ટ ફરનેસમાં,આયર્ન ઓક્સાઈડ $(Fe_2O_3)$ નું રિડક્શન મુખ્યત્વે $CO$ દ્વારા થાય છે.
જોકે કોક $(C)$ નો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થાય છે અને તે રિડ્યુસીંગ એજન્ટ તરીકે પણ કામ કરે છે,પરંતુ $CO$ એ મુખ્ય રિડ્યુસીંગ એજન્ટ છે જે વિવિધ તાપમાનના ઝોનમાં આયર્ન ઓર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
ખાસ કરીને,$Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$ એ મુખ્ય રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.

(C) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન અથવા કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે.
હેમેટાઇટ $(Fe_2O_3)$ માંથી લોખંડના નિષ્કર્ષણમાં,અયસ્કનું રિડક્શન બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ દ્વારા થાય છે.
પ્રક્રિયા છે: $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$.
વિકલ્પ $A$ રોસ્ટિંગ દર્શાવે છે,વિકલ્પ $B$ કેલ્સિનેશન દર્શાવે છે,અને વિકલ્પ $D$ થર્મિટ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(C) થર્માઈટ પ્રક્રિયામાં ધાતુના ઓક્સાઈડનું એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ દ્વારા રિડક્શન થઈને ધાતુ અને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ $(Al_2O_3)$ મળે છે.
આ એક અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ વેલ્ડિંગ માટે થાય છે.
પ્રક્રિયા $2Fe + Al_2O_3 \rightarrow 2Al + Fe_2O_3$ માં,એલ્યુમિનિયમનું ઓક્સિડેશન થાય છે અને આયર્નનું રિડક્શન થાય છે,જે થર્માઈટ પ્રક્રિયાથી ઉલટું છે.
$Al$ એ $Fe$ કરતા વધુ શક્તિશાળી રિડક્શનકર્તા હોવાથી,$Al$ એ $Fe_2O_3$ નું $Fe$ માં રિડક્શન કરી શકે છે,પરંતુ $Fe$ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં $Al_2O_3$ નું $Al$ માં રિડક્શન કરી શકતું નથી.

(D) બ્લીસ્ટર કોપર એ કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન બેસેમરાઈઝેશન પ્રક્રિયા પછી મળતી નીપજ છે.
તેમાં આશરે $98\%$ શુદ્ધ કોપર અને $2\%$ અશુદ્ધિઓ હોય છે,જે મુખ્યત્વે $SO_2$ વાયુના ઉત્સર્જનને કારણે હોય છે,જે ઘન કોપરની સપાટી પર ફોલ્લા (blisters) ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,તેને $2\%$ અશુદ્ધિ ધરાવતું કોપર કહેવામાં આવે છે.

(C) હૉલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ ને $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઈટ) અથવા $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે.
આ મિશ્રણ વિદ્યુતવિભાજ્યનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે,જેનાથી પ્રક્રિયા વધુ કાર્યક્ષમ બને છે.

(A) સ્મેલ્ટિંગ એ ઊંચા તાપમાને કાર્બન અથવા કાર્બન મોનોક્સાઈડ સાથે ધાતુના ઓક્સાઈડના રિડક્શનની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે $Blast \ furnace$ (વાતભઠ્ઠી) માં કરવામાં આવે છે.

(D) ફલક્સ એ કાચી ધાતુમાંથી અનિચ્છનીય અશુદ્ધિઓ (ગેંગ) દૂર કરવા માટે ભઠ્ઠીમાં ઉમેરવામાં આવતો પદાર્થ છે. $Flux + \text{Gangue} ightarrow \text{Slag}$. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સિલિકા $(SiO_2)$ અથવા અનિચ્છનીય ધાતુના ઓક્સાઇડ દૂર કરવા માટે થાય છે.

(C) હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ ને ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે.
$Na_3AlF_6$ મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
$CaF_2$ પણ ગલનબિંદુ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને પીગળેલા મિશ્રણને વધુ પ્રવાહી બનાવે છે.

(B) વાત ભઠ્ઠીમાં,દહન ઝોન (ચુલો) એ સૌથી ગરમ ભાગ છે જ્યાં કોક ગરમ હવાના સંપર્કમાં આવીને $CO_2$ અને ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે,જે ચુલાનું તાપમાન ઊંચું જાળવી રાખે છે. આ ઝોનને ઓક્સિડાઈઝિંગ ઝોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) સ્વયં-રિડક્શન પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ઓછી ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુઓ જેવી કે $Hg$,$Cu$ અને $Pb$ માટે વપરાય છે.
$1. Hg \text{ માટે: } 2HgS + 3O_2$ $\rightarrow 2HgO + 2SO_2; 2HgO + HgS$ $\rightarrow 3Hg + SO_2$
$2. Cu \text{ માટે: } 2Cu_2S + 3O_2$ $\rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2; 2Cu_2O + Cu_2S$ $\rightarrow 6Cu + SO_2$
$3. Pb \text{ માટે: } 2PbS + 3O_2$ $\rightarrow 2PbO + 2SO_2; 2PbO + PbS$ $\rightarrow 3Pb + SO_2$
$Fe$ (આયર્ન) એ વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુ છે અને તેનું નિષ્કર્ષણ બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કાર્બન દ્વારા રિડક્શન કરીને કરવામાં આવે છે,સ્વયં-રિડક્શન દ્વારા નહીં.

(B) હાઈડ્રો મેટલર્જી એ જલીય દ્રાવણોનો ઉપયોગ કરીને અયસ્કમાંથી ધાતુઓ મેળવવાની એક તકનીક છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે $Ag$ (સિલ્વર) અને $Au$ (ગોલ્ડ) ના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,ધાતુને હવાની $(O_2)$ હાજરીમાં $NaCN$ અથવા $KCN$ જેવા યોગ્ય પ્રક્રિયક સાથે લીચિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારબાદ $Zn$ જેવી વધુ સક્રિય ધાતુ દ્વારા વિસ્થાપન કરવામાં આવે છે.

(A) વાત ભઠ્ઠીનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઓક્સાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ (જેમ કે આયર્ન ઓક્સાઇડ) નું રિડકશન કરીને ધાતુ મેળવવા માટે થાય છે,જેમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ રિડક્શન કર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) ધાતુકર્મ એ અયસ્કમાંથી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ કરવાની અને તેમને ઉપયોગ માટે તૈયાર કરવાની વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પ્રક્રિયા છે. તેમાં અયસ્કનું સંકેન્દ્રણ,સંકેન્દ્રિત અયસ્કમાંથી ધાતુનું અલગીકરણ અને ધાતુનું શુદ્ધિકરણ જેવા વિવિધ તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે.

(B) સ્મેલ્ટિંગની પ્રક્રિયા દરમિયાન,અયસ્કમાં ફલક્સ નામનો પદાર્થ ઉમેરવામાં આવે છે. ફલક્સનું કાર્ય અયસ્કમાં રહેલી અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ (ગેંગ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્લેગ (slag) તરીકે ઓળખાતો દ્રાવ્ય પદાર્થ બનાવવાનું છે. આ સ્લેગને પછી પીગળેલા ધાતુમાંથી સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે. તેથી,ફલક્સનું મુખ્ય કાર્ય ગેંગને દૂર કરવાનું છે.

(A) કોપર મેટ્ટે કોપર પાયરાઈટ્સ $(CuFeS_2)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન મેળવવામાં આવે છે.
તે મુખ્યત્વે ક્યુપ્રસ સલ્ફાઈડ $(Cu_2S)$ અને ફેરસ સલ્ફાઈડ $(FeS)$ નું પીગળેલું મિશ્રણ છે.

(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.
ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ ને મુખ્યત્વે બે કારણોસર ઉમેરવામાં આવે છે:
$1$. તે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડીને લગભગ $1140 \ K$ કરે છે.
$2$. તે પીગળેલા મિશ્રણની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ક્રાયોલાઈટ ઉમેરવાનો સૌથી પાયાનો હેતુ એલ્યુમિનાનું ગલનબિંદુ ઘટાડવાનો છે જેથી પ્રક્રિયા સરળ અને ઉર્જા-કાર્યક્ષમ બને.

(D) થર્માઈટ પ્રક્રિયા એ એક પાયરોમેટલર્જીકલ પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ એલ્યુમિનિયમનો રિડક્શન કર્તા તરીકે ઉપયોગ કરીને ધાતુના ઓક્સાઈડનું ધાતુમાં રિડક્શન કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ધાતુના ઓક્સાઈડ (સામાન્ય રીતે $Fe_2O_3$) અને એલ્યુમિનિયમ પાવડર $(Al)$ ના મિશ્રણને સળગાવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે: $Fe_2O_3(s) + 2Al(s) \rightarrow 2Fe(l) + Al_2O_3(s) + \text{Heat}$.
તેથી,સાચું મિશ્રણ $Al$ પાવડર અને ધાતુનો ઓક્સાઈડ છે.