Refining of crude Metal Questions in Gujarati

(A) એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ (હૂપ્સ પ્રક્રમ) માં,કોષમાં અલગ-અલગ ઘનતા ધરાવતા પીગળેલા પ્રવાહીના ત્રણ સ્તરો હોય છે.
તળિયાનું સ્તર પીગળેલું અશુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ છે જે એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
મધ્યમ સ્તરમાં $Al, Ba,$ અને $Na$ ના પીગળેલા ફ્લોરાઈડ હોય છે.
ઉપરનું સ્તર પીગળેલું શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ છે જે કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,મધ્યમ સ્તરમાંથી $Al^{3+}$ આયનો કેથોડ પર રિડક્શન પામીને શુદ્ધ $Al$ બનાવે છે.

(C) ઝોન રિફાઇનીંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલ અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જેમ જેમ હીટર આગળ વધે છે,તેમ શુદ્ધ ધાતુ પીગળેલા દ્રાવણમાંથી સ્ફટિકીકરણ પામે છે અને અશુદ્ધિઓ બાજુના પીગળેલા ઝોનમાં જાય છે.
આ પદ્ધતિ ખાસ કરીને $Si, Ge, Ga, B,$ અને $In$ જેવા અર્ધવાહકોને ખૂબ જ ઉચ્ચ શુદ્ધતામાં મેળવવા માટે ઉપયોગી છે.

(D) આયર્નનું શુદ્ધિકરણ સામાન્ય રીતે બેસેમર કન્વર્ટર અથવા ઓપન-હર્થ ફર્નેસમાં અશુદ્ધિઓના ઓક્સિડેશન દ્વારા કરવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઓક્સિડેશન દ્વારા અશુદ્ધિઓ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા આયર્ન માટે પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે. તેથી,યોગ્ય વિકલ્પ $D$ છે.

(C) અતિ શુદ્ધ કોપર મેળવવા માટે વિદ્યુત વિભાજ્ય શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રક્રિયા પછી કોપરની શુદ્ધતા $99.99\%$ હોય છે,જે વિદ્યુતીય ઉપયોગિતા માટે યોગ્ય છે.

(B) વાન-આર્કેલ $(Van-Arkel)$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Zr$ અને $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધીકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને શૂન્યાવકાશિત પાત્રમાં આયોડિન સાથે ગરમ કરીને બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઇડ બનાવવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$Zr + 2I_2 \rightarrow ZrI_4$.
આ બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઇડને ત્યારબાદ ઊંચા તાપમાને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
આમ,ધાતુ બાષ્પશીલ સ્થાયી સંયોજનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(D) ઝોન રિફાઇનિંગ એ ધાતુઓ અને અર્ધવાહકોને ઉચ્ચ શુદ્ધતામાં મેળવવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
તે એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ પદાર્થની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Si$,$Ge$ અને $Ga$ જેવા અર્ધવાહકોના શુદ્ધિકરણ માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) ઝોન રિફાઇનીંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પિગલિત અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જેમ જેમ હીટર આગળ વધે છે,તેમ શુદ્ધ ધાતુ પીગળેલા દ્રાવણમાંથી સ્ફટિકીકરણ પામે છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ બાજુના પિગલિત ઝોનમાં જાય છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(I)$ વાન આર્કલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Ti$ અને $Zr$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. તેથી,$(I) - a$.
$(II)$ સોલ્વે પ્રક્રિયા એ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઉત્પાદન માટેની ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે. તેથી,$(II) - b$.
$(III)$ ક્યુપેલેશન એ સિલ્વર જેવી ઉમદા ધાતુઓને અશુદ્ધિઓથી અલગ કરવા માટે વપરાતી શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે. તેથી,$(III) - d$.
$(IV)$ પોલિંગ એ કોપરના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે,જેમાં કોપર ઓક્સાઈડને કોપરમાં રિડક્શન કરવા માટે લીલા લાકડાના થાંભલાઓનો ઉપયોગ થાય છે. તેથી,$(IV) - c$.
તેથી,સાચો ક્રમ $I-a, II-b, III-d, IV-c$ છે.

(C) ઝોન રિફાઈનીંગ એ અર્ધવાહકો અને અન્ય પદાર્થોને શુદ્ધ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
તે આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતા અર્ધવાહકો મેળવવા માટે સામાન્ય રીતે $Ge$ (જર્મેનિયમ),$Si$ (સિલિકોન) અને $Ga$ (ગેલિયમ) ને આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(D) ધાતુઓના શુદ્ધીકરણમાં અશુદ્ધિઓ દૂર કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
$1$. મોન્ડ પદ્ધતિ $Ni$ ના શુદ્ધીકરણ માટે વપરાય છે.
$2$. વાન-આર્કેલ પદ્ધતિ $Zr$ અને $Ti$ ના શુદ્ધીકરણ માટે વપરાય છે.
$3$. ઝોન શુદ્ધીકરણ $Si$ અને $Ge$ જેવા અર્ધવાહકો બનાવવા માટે વપરાય છે.
$4$. એમાલ્ગમીકરણ એ પારો (Mercury) સાથે એમાલ્ગમ બનાવીને કાચી ધાતુમાંથી ધાતુ ($Au$ અથવા $Ag$) મેળવવાની પદ્ધતિ છે,તે અશુદ્ધ ધાતુના શુદ્ધીકરણ માટે વપરાતી નથી.

(C) ગોલ્ડસ્મીટ એલ્યુમિનો-થર્માઈટ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Al$ નો ઉપયોગ કરીને $Cr_2O_3$ જેવા ધાતુના ઓક્સાઇડના રિડક્શન માટે થાય છે. આ સાચું છે.
મેક આર્થર-ફોરેસ્ટ સાયનાઈડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Ag$ અથવા $Au$ ના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે,$Fe$ માટે નહીં. આ ખોટું છે.
મોન્ડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Ni(CO)_4$ બનાવીને $Ni$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. આ સાચું છે.
વાન આર્કલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Zr$ અથવા $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,$Au$ માટે નહીં. આ ખોટું છે.
તેથી,ખોટી જોડીઓ $(b)$ અને $(d)$ છે.

(B) $Zr$ અને $Ti$ ને વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
$\underset{\text{અશુદ્ધ}}{Zr + 2I_2}$ $\xrightarrow{600\,^{\circ}C} ZrI_4$ $\xrightarrow{1800\,^{\circ}C} \underset{\text{શુદ્ધ}}{Zr + 2I_2}$
આ પદ્ધતિ $Zr$ અને $Ti$ જેવી અમુક ધાતુઓમાં અશુદ્ધિ તરીકે રહેલા ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનને દૂર કરવા માટે ઉપયોગી છે.

(D) આપેલ પ્રતિક્રિયા $Ti$ અને $Zr$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટેની વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દર્શાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને આયોડિન સાથે શૂન્યાવકાશ પાત્રમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઇડ $(TiI_4)$ બનાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ ધાતુ આયોડાઇડને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર ઊંચા તાપમાને $(1700 \ K)$ ગરમ કરીને વિઘટિત કરવામાં આવે છે જેથી શુદ્ધ ધાતુ મળે છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ખાસ કરીને ધાતુઓમાંથી ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનની અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે થાય છે.

(B) જ્યારે $Ag$ અને $Pb$ ની મિશ્રધાતુમાં $Ag$ નું પ્રમાણ વધુ હોય ત્યારે કપલેશન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ ધાતુને કપેલ (હાડકાની રાખ અથવા સિમેન્ટમાંથી બનેલી અંડાકાર મૂષિકા) માં ગરમ કરવામાં આવે છે.
પીગળેલા દ્રવ્ય પર હવાના પ્રવાહને પસાર કરવામાં આવે છે.
$Pb$ ની અશુદ્ધિઓ $PbO$ માં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને હવાના પ્રવાહ સાથે દૂર થાય છે,જેનાથી શુદ્ધ $Ag$ બાકી રહે છે.

(A) $Ni$ (નિકલ) નું શુદ્ધિકરણ $Mond's$ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ નિકલને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ સંકીર્ણ,નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$[Ni(CO)_4]$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} [Ni(CO)_4](g)$.
ત્યારબાદ આ સંકીર્ણને ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ ગરમ કરવામાં આવે છે,જેનાથી તેનું વિઘટન થઈને શુદ્ધ નિકલ મળે છે.
પ્રક્રિયા: $[Ni(CO)_4](g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$.

(D) સિલ્વરના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણમાં,અશુદ્ધ સિલ્વર એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ સિલ્વર કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
સિલ્વર $(Ag)$ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુઓ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળતી નથી અને એનોડના તળિયે એનોડ મડ તરીકે જમા થાય છે.
સોનું $(Au)$ સિલ્વર કરતા ઓછી સક્રિય હોવાથી,તે એનોડ મડમાં રહે છે.
સિલ્વર કરતા વધુ સક્રિય ધાતુઓ,જેમ કે $Zn$ અને $Cu$,આયનો તરીકે વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે.

(A) પોલિંગ એ તાંબા $(Cu)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પીગળેલા અશુદ્ધ તાંબાને લીલા લાકડાના થાંભલાઓ વડે હલાવવામાં આવે છે.
લાકડામાંથી નીકળતા હાઇડ્રોકાર્બન તાંબામાં રહેલી ક્યુપ્રસ ઓક્સાઇડ $(Cu_2O)$ ની અશુદ્ધિને ઘટાડીને તેને ધાતુના તાંબા $(Cu)$ માં ફેરવે છે.

(D) બાષ્પ કલા શુદ્ધિકરણ એ ધાતુઓને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં ફેરવીને અને ત્યારબાદ તેનું વિઘટન કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે.
$1$. $Ni$ નું શુદ્ધિકરણ $Mond$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં તે $CO$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Ni(CO)_4$ બનાવે છે,જેનું ઊંચા તાપમાને વિઘટન થાય છે.
$2$. $Ti$ અને $Zr$ નું શુદ્ધિકરણ $van$ $Arkel-de$ $Boer$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં તેઓ $I_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બાષ્પશીલ આયોડાઇડ ($TiI_4$ અને $ZrI_4$) બનાવે છે,જેનું ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટન થાય છે.
તેથી,આપેલી તમામ ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ બાષ્પ કલા શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરી શકાય છે.

(D) નિકલનું શુદ્ધિકરણ $Mond's$ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ સંકીર્ણ,$Ni(CO)_4$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_4(g)$.
ત્યારબાદ આ સંકીર્ણને ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ વિઘટિત કરીને શુદ્ધ નિકલ મેળવવામાં આવે છે: $Ni(CO)_4(g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$.

(C) ક્યુપલેશન એ એક શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ $Ag$ અને $Au$ જેવી ઉમદા ધાતુઓને $Pb$,$Cu$ અને $Zn$ જેવી અશુદ્ધ ધાતુઓથી અલગ કરવા માટે થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને હવાના પ્રવાહમાં ક્યુપેલ (એક છિદ્રાળુ પાત્ર) માં ગરમ કરવામાં આવે છે,જ્યાં અશુદ્ધ ધાતુઓ ઓક્સિડાઈઝ થઈને દૂર થાય છે અને શુદ્ધ ચાંદી બાકી રહે છે.

(C) બ્લિસ્ટર કોપર કોપર મેટમાંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન મેળવવામાં આવે છે.
તેમાં આશરે $98\%$ શુદ્ધ કોપર અને $2\%$ અશુદ્ધિઓ હોય છે.
'બ્લિસ્ટર' નામ $SO_2$ વાયુના ઉત્સર્જનને કારણે પડે છે,જે ઘન ધાતુની સપાટી પર ફોલ્લા (blisters) બનાવે છે.

(B) મોન્ડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ નિકલના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ સંકીર્ણ,નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$[Ni(CO)_4]$ બને છે.
$Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} [Ni(CO)_4](g)$
ત્યારબાદ આ સંકીર્ણને ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ ગરમ કરવામાં આવે છે,જેના કારણે ઉષ્મીય વિઘટન થઈને શુદ્ધ નિકલ ધાતુ મળે છે.
$[Ni(CO)_4](g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$
આમ,ધાતુ ઉષ્મીય વિઘટન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(C) કોપરની ઇલેક્ટ્રોરિફાઇનિંગ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ કોપર એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ કોપર કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોલિસિસ દરમિયાન,$Fe$,$Ni$ અને $Zn$ જેવી વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ અશુદ્ધિઓ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે.
$Au$,$Ag$ અને $Pt$ જેવી ઉમદા ધાતુઓ ઓછી સક્રિય હોવાથી ઓગળતી નથી; તેઓ એનોડની નીચે ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષના તળિયે જમા થાય છે,જેને એનોડ મડ કહેવામાં આવે છે.

(C) મોન્ડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ નિકલના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
નિકલને $CO$ સાથે નીચા તાપમાને ગરમ કરીને અત્યંત બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ બનાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ તેને ઊંચા તાપમાને શુદ્ધ નિકલમાં વિઘટિત કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાની શરતો નીચે મુજબ છે:
$Ni + 4CO$ $\xrightarrow{50^{\circ} C} Ni(CO)_4$ $\xrightarrow{230^{\circ} C} Ni + 4CO$
આમ,$T_1$ એ $50^{\circ} C$ છે અને $T_2$ એ $230^{\circ} C$ છે.

(B) ઝોન રિફાઇનિંગ એ ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ મેળવવા માટેની પદ્ધતિ છે.
તે આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જેમ જેમ હીટર આગળ વધે છે,તેમ શુદ્ધ ધાતુ સ્ફટિકીકૃત થાય છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ પીગળેલા ઝોનમાં રહી જાય છે,જે તેને સળિયાના એક છેડે એકત્રિત કરે છે.

(D) પોલિંગ એ પીગળેલા ધાતુઓમાંથી ઓક્સાઇડની અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે વપરાતી ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે.
તે ખાસ કરીને $Cu$ (કોપર) અને $Sn$ (ટીન) જેવી ધાતુઓ માટે વપરાય છે જ્યાં ધાતુનો ઓક્સાઇડ પીગળેલી ધાતુમાં ઓગળેલો હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પીગળેલી ધાતુને લીલા લાકડાના થાંભલાઓ વડે હલાવવામાં આવે છે.
લાકડામાંથી નીકળતા હાઇડ્રોકાર્બન ધાતુના ઓક્સાઇડનું શુદ્ધ ધાતુમાં રિડક્શન કરે છે.

(A) $Si$ અને $Ge$ જેવા સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થો સામાન્ય રીતે ઝોન રિફાઇનિંગ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
ઝોન રિફાઇનિંગ એ વિભાગીય સ્ફટિકીકરણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
ધાતુની પીગળેલી અને ઘન અવસ્થાઓમાં અશુદ્ધિઓની દ્રાવ્યતામાં તફાવત હોવાને કારણે,અશુદ્ધિઓ પીગળેલા ઝોનમાં એકત્રિત થાય છે અને તેને એક છેડે ખસેડીને અંતે દૂર કરવામાં આવે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોરિફાઇનિંગ એ $Cu$,$Zn$,$Ag$,$Ni$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને એનોડ અને શુદ્ધ ધાતુની પાતળી પટ્ટીને કેથોડ બનાવવામાં આવે છે.
$Na$,$K$,$Ca$ અને $Mg$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓને આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાતી નથી કારણ કે તે તેમના પીગળેલા ક્ષારોના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,જલીય દ્રાવણો દ્વારા નહીં,કારણ કે તે પાણી સાથે જોરદાર પ્રતિક્રિયા આપે છે.
તેથી,$Sodium$ ને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને શુદ્ધ કરી શકાતું નથી.

(B) જે ધાતુ બાષ્પશીલ સંયોજન બનાવે છે તે $Nickel$ છે અને આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરીને તેનું નિષ્કર્ષણ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને બાષ્પ કલા શુદ્ધિકરણ $(Vapour \ phase \ refining)$ કહેવામાં આવે છે,જેમાં ધાતુને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જ્યારે અશુદ્ધિઓ અપ્રભાવિત રહે છે.
બનેલું સંયોજન પાછળથી ગરમ કરવા પર વિઘટિત થઈને શુદ્ધ ધાતુ આપે છે.
$Nickel$ ના કિસ્સામાં,તેને કાર્બન મોનોક્સાઈડના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ નિકલ કાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બનાવવામાં આવે છે. આ ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ ઉષ્મીય વિઘટન પર શુદ્ધ $Nickel$ આપે છે.
$Ni_{(s)} + 4CO_{(g)}$ $\rightarrow Ni(CO)_{4(g)}$ $\rightarrow Ni_{(s)} + 4CO_{(g)}$
$Ni$ ના આ શુદ્ધિકરણને $Mond$ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

(A) કપલેશનનો ઉપયોગ $Ag$ અને $Au$ જેવી ઉમદા ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને હવાના પ્રવાહમાં કપેલ (એક છીછરી છિદ્રાળુ વાસણ) માં ગરમ કરવામાં આવે છે.
અશુદ્ધિઓ,જે ધાતુ કરતા ઓક્સિજન પ્રત્યે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે,તે ઓક્સિડેશન પામે છે અને સ્લેગ અથવા બાષ્પશીલ ઓક્સાઇડ તરીકે દૂર થાય છે,જ્યારે ઉમદા ધાતુ તેની નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિને કારણે અપ્રભાવિત રહે છે.

(B) પારાનું ઉત્કલનબિંદુ નીચું હોય છે. તેથી,તેને નિસ્યંદન પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,પારો બાષ્પીભવન પામે છે અને શુદ્ધ સ્વરૂપમાં એકત્રિત થાય છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ પાછળ રહી જાય છે.

(C) $Van-Arkel$ પ્રક્રિયા એ $Zr$ અને $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને આયોડિન સાથે શૂન્યાવકાશિત પાત્રમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઈડ,જેમ કે $ZrI_4$ બનાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ આ ધાતુ આયોડાઈડને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર ઊંચા તાપમાને $(1800 \ K)$ વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
તેથી,$Van-Arkel$ પ્રક્રિયા બાષ્પશીલ આયોડાઈડ સંયોજનોના ઉષ્મીય વિઘટનનો ઉપયોગ કરે છે.

(D) $(i)$ આયર્ન અને કોપર બેસેમરાઇઝેશન $(Q)$ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
$(ii)$ ઝિર્કોનિયમ અને ટાઇટેનિયમ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ $(R)$ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
$(iii)$ લેડ અને ટીન લિક્વેશન $(S)$ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
$(iv)$ કોપર અને ટીન પોલિંગ $(P)$ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
આમ,સાચી જોડ $(i)-Q, (ii)-R, (iii)-S, (iv)-P$ છે.

(D) ચાંદીના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ દરમિયાન,ચાંદી કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુઓ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળતી નથી અને એનોડના તળિયે એનોડ મડ તરીકે જમા થાય છે.
કારણ કે $Au$ (સોનું) એ $Ag$ (ચાંદી) કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી તે એનોડ મડ તરીકે રહે છે.
$\therefore (D)$ સાચો વિકલ્પ છે.

(C) વાન-આર્કેલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Ti$,$Zr$,$Hf$,અને $B$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,જેમાં બાષ્પશીલ આયોડાઇડ્સ બને છે.
મોન્ડની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ખાસ કરીને $Ni$ (નિકલ) ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,જેમાં બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બને છે.
તેથી,વાન-આર્કેલ પ્રક્રિયા $Ti$ (અથવા $Zr$) માટે અને મોન્ડની પ્રક્રિયા $Ni$ માટે વપરાય છે.

(C) આપેલ સમીકરણ $Van-Arkel$ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Ti$ અને $Zr$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ધાતુને બાષ્પશીલ આયોડાઇડ સંયોજનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,જે પછી શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે ઊંચા તાપમાને વિઘટિત થાય છે.

(C) $Van \ Arkel$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Ti, Zr,$ અને $Hf$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,જેમાં બાષ્પશીલ આયોડાઇડ્સ બને છે.
વિકલ્પ $C$ એ સિલ્વર કાર્બોનેટનું ઉષ્મીય વિઘટન દર્શાવે છે,જે $Van \ Arkel$ પ્રક્રિયા નથી.
તેથી,વિકલ્પ $C$ ખોટું નિરૂપણ છે.

(D) $Ni$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયાને $Mond$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ સંકીર્ણ,નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બને છે.
ત્યારબાદ આ સંકીર્ણને ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ વિઘટિત કરીને શુદ્ધ નિકલ મેળવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Ni(s) + 4CO(g) \rightarrow Ni(CO)_4(g)$
$Ni(CO)_4(g) \rightarrow Ni(s) + 4CO(g)$

(D) મોન્ડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ નિકલ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે,જે બાષ્પશીલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ બનાવવાની પદ્ધતિ પર આધારિત છે.
આ પ્રક્રિયામાં નીચે મુજબની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:
$\mathop {Ni}\limits_{\text{અશુદ્ધ}} + 4CO_{(g)} \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_{4(g)}$
$Ni(CO)_{4(g)} \xrightarrow{450-470 \ K} \mathop {Ni_{(s)}}\limits_{\text{શુદ્ધ}} + 4CO_{(g)}$

(D) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$I$. લિક્વેશન પદ્ધતિ $Sn$ જેવી ઓછું ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે વપરાય છે.
$II$. ઝોન રિફાઇનિંગ $Ga$ જેવા અર્ધવાહકો માટે વપરાય છે.
$III$. મોન્ડ પ્રક્રિયા ખાસ કરીને $Ni$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
$IV$. વાન આર્કેલ પદ્ધતિ $Zr$ અને $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
તેથી,સાચી જોડ $I-c, II-d, III-b, IV-a$ છે.

(A) પોલિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કોપરના ધાતુશાસ્ત્રમાં થાય છે.
તેમાં પીગળેલા અશુદ્ધ કોપરને લીલા લાકડાના થાંભલાઓ વડે હલાવવામાં આવે છે.
લાકડામાંથી નીકળતા હાઇડ્રોકાર્બન કોપરમાં રહેલી અશુદ્ધિ તરીકેના કોપર$(I)$ ઓક્સાઈડ $(Cu_2O)$ નું રિડક્શન કરીને તેને ધાતુમય કોપર $(Cu)$ માં ફેરવે છે.
તેથી,તેનો ઉપયોગ $Cu$ માંથી $Cu_2O$ દૂર કરવા માટે થાય છે.

(D) કપલેશન એ એવી ધાતુઓ માટે વપરાતી શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે જેની ઓક્સિજન પ્રત્યે આકર્ષણ શક્તિ ઓછી હોય છે,જેમ કે ચાંદી. આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને હવાના સંપર્કમાં કપેલ (એક છિદ્રાળુ પાત્ર) માં ગરમ કરવામાં આવે છે. અશુદ્ધિઓ (જેમ કે સીસું) ઓક્સિડાઈઝ થઈને ઓક્સાઈડ બનાવે છે,જ્યારે ઉમદા ધાતુ તેની ધાતુ સ્વરૂપમાં જ રહે છે.

(D) $Parkes$ પ્રક્રિયા એ બુલિયનના ઉત્પાદન દરમિયાન સીસામાંથી ચાંદીને દૂર કરવાની પાયરોમેટલર્જિકલ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે.
તે પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણનું એક ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયા ઝિંકના બે પ્રવાહી-અવસ્થાના ગુણધર્મોનો લાભ લે છે.
પ્રથમ એ છે કે ઝિંક સીસા સાથે મિશ્રિત થતું નથી,અને બીજું એ છે કે ચાંદી સીસા કરતા ઝિંકમાં $3000$ ગણી વધુ દ્રાવ્ય છે.
જ્યારે પ્રવાહી સીસામાં,જેમાં અશુદ્ધિ તરીકે ચાંદી હોય,તેમાં ઝિંક ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે ચાંદી પ્રાધાન્યરૂપે ઝિંકમાં સ્થળાંતર કરે છે.
કારણ કે ઝિંક સીસામાં મિશ્રિત થતું નથી,તે અલગ સ્તરમાં રહે છે અને તેને સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે.

(C) બધી પ્રક્રિયાઓ $Aluminium$ ધાતુશાસ્ત્રમાં વપરાય છે,પરંતુ $Hoopes$ પ્રક્રિયા એ વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ ખૂબ જ ઉચ્ચ શુદ્ધતા $(99.99\%)$ ધરાવતી $Aluminium$ ધાતુ મેળવવા માટે થાય છે.
$1$. $Bayer$ પ્રક્રિયા એ બોક્સાઈટમાંથી એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ઉત્પન્ન કરવાની મુખ્ય ઔદ્યોગિક રીત છે.
$2$. $Hall-Héroult$ પ્રક્રિયા એ એલ્યુમિનામાંથી $Aluminium$ મેળવવા માટેની મુખ્ય ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે.
$3$. $Serpeck$ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ બોક્સાઈટ અયસ્કમાંથી સિલિકા $(SiO_2)$ જેવી મુખ્ય અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.

(D) સ્પીગલઆઈઝન એ $Mn$,$Fe$ અને $C$ ની મિશ્રધાતુ છે.
ડાઉની પ્રક્રિયા દરિયાના પાણીમાંથી $Mg(OH)_2$ મેળવવા માટે $Ca(OH)_2$ નો ઉપયોગ કરે છે.
પાર્કની પ્રક્રિયા સીસા (lead) માંથી ચાંદી $(Ag)$ દૂર કરવા માટે વપરાય છે.
લિક્વેશન પદ્ધતિ નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ જેવી કે $Sn$ (ટીન) માટે વપરાય છે,જ્યારે સ્પેલટર (અશુદ્ધ $Zn$) ને નિસ્યંદન અથવા વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ યોગ્ય રીતે જોડાયેલ નથી.

(A) કપલેશન એ ચાંદી અને સોનાના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે,જેમાં સીસા જેવી અશુદ્ધિઓને ઓક્સિડેશન દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ ટીનના શુદ્ધિકરણ માટે થતો નથી. ટીનનું શુદ્ધિકરણ સામાન્ય રીતે લિક્વેશન,પોલિંગ અથવા ઇલેક્ટ્રોરિફાઇનિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(D) $Mond$ પ્રક્રિયા ખાસ કરીને નિકલ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બનાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ આ બાષ્પશીલ સંયોજનને ઊંચા તાપમાને વિઘટિત કરીને શુદ્ધ નિકલ મેળવવામાં આવે છે.
તેથી,$Mond$ પ્રક્રિયા સાથે લેડની જોડી ખોટી છે.

(A) હૂપની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ અશુદ્ધ એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે જેથી ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતું એલ્યુમિનિયમ મેળવી શકાય. અન્ય પ્રક્રિયાઓ,જેમ કે હોલની,સર્પેકની અને બેયરની પ્રક્રિયાઓ,બોક્સાઈટ અયસ્કમાંથી શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ મેળવવા માટેની પદ્ધતિઓ છે.

(A) પોલિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે જેમાં અશુદ્ધિ તરીકે તે જ ધાતુના ઓક્સાઇડ હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પીગળેલી ધાતુને લીલા લાકડાના થાંભલાઓ વડે હલાવવામાં આવે છે.
લીલા લાકડામાંથી મુક્ત થતા હાઇડ્રોકાર્બન ધાતુના ઓક્સાઇડની અશુદ્ધિઓને ઘટાડીને તેને શુદ્ધ ધાતુમાં ફેરવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,અશુદ્ધ $Cu$ ($Cu_2O$ ધરાવતું) અને $Sn$ ($SnO_2$ ધરાવતું) આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(B) ઝોન રિફાઇનિંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જેમ જેમ હીટર ધાતુના સળિયા પર આગળ વધે છે,તેમ અશુદ્ધિઓ પીગળેલા ઝોનમાં ઓગળી જાય છે.
પરિણામે,પીગળેલા ઝોનમાં અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ વધી જાય છે,એટલે કે તે મૂળ ઘન ધાતુ કરતા વધુ અશુદ્ધિ ધરાવે છે.
જેમ જેમ પીગળેલું ઝોન આગળ વધે છે,તેમ શુદ્ધ ધાતુ સ્ફટિકીકરણ પામે છે અને અશુદ્ધિઓ પીગળેલા ઝોનમાં રહી જાય છે.