Refining of crude Metal Questions in Gujarati

(B) આ પદ્ધતિ $Zr$ અને $Ti$ જેવી કેટલીક ધાતુઓમાં અશુદ્ધિ સ્વરૂપે રહેલા બધા જ ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનને દૂર કરવા માટે ઘણી ઉપયોગી છે.
અપરિષ્કૃત $(crude)$ ધાતુને આયોડિન સાથે શૂન્યાવકાશ કરેલ પાત્રમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
ધાતુ આયોડાઈડ વધુ સહસંયોજક હોવાથી બાષ્પિત થાય છે.
$Zr + 2I_2 \rightarrow ZrI_4$
ધાતુ આયોડાઈડને વિદ્યુતીય રીતે આશરે $1800 \ K$ તાપમાને ગરમ કરેલા ટંગસ્ટન તાર $(filament)$ પર વિઘટિત કરવામાં આવે છે.
આમ,શુદ્ધ ધાતુ તે તાર પર નિક્ષેપિત થાય છે.
$ZrI_4 \rightarrow Zr + 2I_2$

સિદ્ધાંત: આ પદ્ધતિ મિશ્રણના વિવિધ ઘટકોના અધિશોષક પર અલગ-અલગ માત્રામાં થતા અધિશોષણના તફાવત પર આધારિત છે.
મિશ્રણને સ્થિર કલા (stationary phase) પર મૂકવામાં આવે છે,જે ઘન અથવા પ્રવાહી હોઈ શકે છે. શુદ્ધ દ્રાવક,દ્રાવકોનું મિશ્રણ અથવા વાયુને સ્થિર કલા પર ધીમેથી પસાર થવા દેવામાં આવે છે. જેમ જેમ ગતિશીલ કલા (moving phase) આગળ વધે છે,તેમ મિશ્રણના વિવિધ ઘટકો ક્રમશઃ અલગ પડે છે. ક્રોમેટોગ્રાફીની ઘણી તકનીકો છે જેમ કે પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી,ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી,થીન લેયર ક્રોમેટોગ્રાફી અને કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફી. કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફી એવા તત્વોના શુદ્ધિકરણ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે જે અલ્પ માત્રામાં ઉપલબ્ધ હોય અને જેમાં અશુદ્ધિઓ અને શુદ્ધ કરવાના તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં બહુ મોટો તફાવત ન હોય.

(A) મોન્ડ પ્રક્રમ એ નિકલના નિષ્કર્ષણ અને શુદ્ધીકરણ માટેની એક પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના પ્રવાહ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જેથી બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ સંકીર્ણ બને છે: $Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_4(g)$.
ત્યારબાદ,આ બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલને ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ ગરમ કરવામાં આવે છે,જેનાથી તેનું વિઘટન થઈને શુદ્ધ નિકલ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ મળે છે: $Ni(CO)_4(g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$.

(N/A) $Van$ $Arkel$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Zr$ અને $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધીકરણ માટે થાય છે. આ પ્રક્રિયા બે મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. અશુદ્ધ ધાતુને શૂન્યાવકાશિત પાત્રમાં આયોડિન સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઈડ બને છે:
$Zr(s) + 2I_2(g) \rightarrow ZrI_4(g)$
$Ti(s) + 2I_2(g) \rightarrow TiI_4(g)$
$2$. ધાતુ આયોડાઈડને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર ઊંચા તાપમાને $(1800 \ K)$ ગરમ કરીને વિઘટિત કરવામાં આવે છે,જેથી શુદ્ધ ધાતુ મળે છે:
$ZrI_4(g) \rightarrow Zr(s) + 2I_2(g)$
$TiI_4(g) \rightarrow Ti(s) + 2I_2(g)$

(N/A) આ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓ માટેની બે પાયાની જરૂરિયાતો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ધાતુએ ઉપલબ્ધ પ્રક્રિયક સાથે બાષ્પશીલ સંયોજન બનાવવું જોઈએ.
$(ii)$ શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે બાષ્પશીલ સંયોજનનું સરળતાથી વિઘટન થવું જોઈએ.

(N/A) $Zr$ અને $Ti$ નું શુદ્ધિકરણ $Van \ Arkel$ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને આયોડિન સાથે ગરમ કરીને બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ ધાતુ આયોડાઇડને ઊંચા તાપમાને $(1800 \ K)$ ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
$Zr$ માટે:
$Zr(s) + 2I_2(g) \rightarrow ZrI_4(g)$
$ZrI_4(g) \xrightarrow{1800 \ K} Zr(s) + 2I_2(g)$
$Ti$ માટે:
$Ti(s) + 2I_2(g) \rightarrow TiI_4(g)$
$TiI_4(g) \xrightarrow{1700 \ K} Ti(s) + 2I_2(g)$

(N/A) $Ge$,$Si$,$B$,અને $In$ નું શુદ્ધિકરણ $Zone \ refining$ (ઝોન રિફાઇનિંગ) પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.

(N/A) $(i)$ ધાતુ ઉપલબ્ધ પ્રક્રિયકો સાથે બાષ્પશીલ સંયોજન બનાવતી હોવી જોઈએ.
$(ii)$ બાષ્પશીલ સંયોજન સરળતાથી વિઘટન પામી શકે તેવું હોવું જોઈએ જેથી ધાતુનું પુનઃપ્રાપ્તિ સરળ બને.

(N/A) આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ ધાતુને એનોડ તરીકે લેવામાં આવે છે. તે જ ધાતુની શુદ્ધ પટ્ટીને કેથોડ તરીકે વાપરવામાં આવે છે. તેમને તે જ ધાતુના દ્રાવ્ય ક્ષાર ધરાવતા યોગ્ય વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણમાં મૂકવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોડ પર થતી પ્રક્રિયાઓ:
એનોડ: $M \rightarrow M^{n+} + ne^-$
કેથોડ: $M^{n+} + ne^- \rightarrow M$
ઉદાહરણ તરીકે,કોપરના શુદ્ધિકરણમાં,અશુદ્ધ કોપર એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ કોપરની પટ્ટી કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે એસિડિક કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ લેવામાં આવે છે. વિદ્યુતવિભાજનનું ચોખ્ખું પરિણામ એનોડમાંથી શુદ્ધ કોપરનું કેથોડ પર સ્થળાંતર છે:
એનોડ: $Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-$
કેથોડ: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$
એન્ટિમની,સેલેનિયમ,ટેલુરિયમ,સિલ્વર,ગોલ્ડ અને પ્લેટિનમ જેવી અશુદ્ધિઓ એનોડ પંક (anode mud) તરીકે નીચે જમા થાય છે,જેને મેળવીને શુદ્ધિકરણનો ખર્ચ વસૂલ કરી શકાય છે.

(A) નિકલના શુદ્ધિકરણ માટે મોન્ડ પ્રક્રમનો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રક્રમમાં,અશુદ્ધ નિકલને કાર્બન મોનોક્સાઇડના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બનાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ આ સંકીર્ણનું ઊંચા તાપમાને વિઘટન કરીને શુદ્ધ નિકલ મેળવવામાં આવે છે:
$Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_4(g)$
$Ni(CO)_4(g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$

(D) બોરોન અને સિલિકોન અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતામાં $ \text{zone refining} $ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવી શકાય છે.
$ \text{zone refining} $ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
બાષ્પ કલા શુદ્ધિકરણ,વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ અને દ્રવગલન જેવી અન્ય પદ્ધતિઓ સામાન્ય રીતે અન્ય ધાતુઓ અથવા તત્વો માટે વપરાય છે.

(B) નિસ્યંદન એ નીચા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે. $Zinc$ $(Zn)$,$cadmium$ $(Cd)$,અને $mercury$ $(Hg)$ એ આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવતી ધાતુઓના ઉદાહરણો છે. તેથી,સાચો જવાબ $zinc$ છે.

(A) સાચું વિધાન છે. પિગ આયર્નમાં $C, S, Si, P$ જેવી અશુદ્ધિઓ હોય છે અને તેને વિવિધ આકારોમાં ઢાળી શકાય છે.
$B$ ખોટું છે કારણ કે ઘડતર લોખંડ એ લોખંડનું સૌથી શુદ્ધ સ્વરૂપ છે જેમાં કાર્બનનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું $(< 0.5 \%)$ હોય છે.
$C$ ખોટું છે કારણ કે કોપરનો ફોલ્લાવાળો દેખાવ $CO_2$ ને બદલે $SO_2$ વાયુના ઉત્સર્જનને કારણે હોય છે.
$D$ ખોટું છે કારણ કે નિકલનું શુદ્ધિકરણ મોન્ડ પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યારે વાન આર્કેલ પદ્ધતિ ઝિર્કોનિયમ $(Zr)$ અને ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ માટે વપરાય છે.

(B) બોરોનનું શુદ્ધિકરણ ઝોન રિફાઇનિંગ $(iv)$ દ્વારા થાય છે.
$(b)$ ટીન $(Sn)$ નું શુદ્ધિકરણ લિક્વેશન $(iii)$ દ્વારા થાય છે.
$(c)$ ઝિર્કોનિયમ $(Zr)$ નું શુદ્ધિકરણ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ $(i)$ દ્વારા થાય છે.
$(d)$ નિકલ $(Ni)$ નું શુદ્ધિકરણ મોન્ડ પ્રક્રમ $(ii)$ દ્વારા થાય છે.
તેથી,સાચી જોડ $(a)-(iv), (b)-(iii), (c)-(i), (d)-(ii)$ છે.

(C) મર્ક્યુરી $\rightarrow$ નિસ્યંદન શુદ્ધિકરણ $(ii)$
$(b)$ કોપર $\rightarrow$ વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણ $(iii)$
$(c)$ સિલિકોન $\rightarrow$ ઝોન રિફાઇનિંગ $(iv)$
$(d)$ નિકલ $\rightarrow$ બાષ્પ અવસ્થા શુદ્ધિકરણ $(i)$
તેથી,સાચી જોડ $a-ii, b-iii, c-iv, d-i$ છે.

(C) $Indium$ $(In)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે $Zone$ રિફાઇનિંગનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પદ્ધતિ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.

(B) $Liquation$ (દ્રવગલન) પદ્ધતિનો ઉપયોગ એવી અશુદ્ધ ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે જેનું ગલનબિંદુ તેની સાથે રહેલી અશુદ્ધિઓના ગલનબિંદુ કરતા ઓછું હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને ઢાળવાળી સપાટી પર મૂકીને ગરમ કરવામાં આવે છે.
ધાતુ પીગળીને નીચે વહી જાય છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ પાછળ રહી જાય છે.
આથી,આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ખાસ કરીને $Sn$ (ટીન) અથવા $Pb$ (સીસું) જેવી ઓછું ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે.

(B) બ્લિસ્ટર કોપરના ઇલેક્ટ્રોલિટીક શુદ્ધિકરણ દરમિયાન,કોપર કરતા ઓછી સક્રિય અશુદ્ધિઓ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઓગળતી નથી અને એનોડના તળિયે એનોડ મડ તરીકે જમા થાય છે.
આ અશુદ્ધિઓમાં $Sb, Se, Te, Ag, Au$ અને $Pt$ નો સમાવેશ થાય છે.
$Pb$ એ કોપર કરતા વધુ સક્રિય છે અને તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઓગળી જાય છે.
તેથી,એનોડ મડ તરીકે દૂર થતી અશુદ્ધિઓની કુલ સંખ્યા $6$ છે.

(C) ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી હોય તેવી ધાતુઓ,જેમ કે $Hg$ (પારો),નિસ્યંદન (distillation) ની પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
નિસ્યંદનમાં,અશુદ્ધ ધાતુને તેના ઉત્કલન બિંદુ સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે,અને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે વરાળને ઠારીને પ્રવાહીમાં ફેરવવામાં આવે છે.
ધાતુનું ઉત્કલન બિંદુ અશુદ્ધિઓના ઉત્કલન બિંદુ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોવાથી,આ પદ્ધતિ બાષ્પશીલ ધાતુઓ માટે ખૂબ જ અસરકારક છે.

(C) વિભાગીય નિસ્યંદનનો ઉપયોગ એવી ધાતુઓ માટે થાય છે જેમના ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.
$Zinc$ $(Zn)$ અને $Cadmium$ $(Cd)$ એવી ધાતુઓ છે જેનું શુદ્ધિકરણ આ પદ્ધતિ દ્વારા આર્થિક રીતે કરી શકાય છે કારણ કે તેમના ઉત્કલનબિંદુ અશુદ્ધિઓની સરખામણીમાં પ્રમાણમાં નીચા હોય છે.

(A) વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણમાં,અશુદ્ધ ધાતુ (બ્લિસ્ટર કોપર) ને એનોડ બનાવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા દરમિયાન,અશુદ્ધ કોપર વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળી જાય છે,જ્યારે $Au$ અને $Pt$ જેવી કિંમતી ધાતુઓ ઓગળતી નથી અને એનોડના તળિયે એનોડ મડ (anode mud) તરીકે જમા થાય છે.
વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે કિંમતી ધાતુઓ એનોડ મડમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે કોપરના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણમાં બ્લિસ્ટર કોપરનો ઉપયોગ એનોડ તરીકે થાય છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે.

(A) લિક્વેશનનો ઉપયોગ એવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે જેનું ગલનબિંદુ તેમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ કરતા ઓછું હોય છે.
આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ ધાતુને ભઠ્ઠીના ઢળતા ભાગ પર મૂકીને ગરમ કરવામાં આવે છે.
ધાતુ પીગળીને નીચે વહી જાય છે,જ્યારે પીગળી ન શકે તેવી અશુદ્ધિઓ પાછળ રહી જાય છે.

(C) લિક્વેશન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Sn$ (ટીન) જેવી ઓછી ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ધાતુને ગરમ કરીને પીગળેલા અવસ્થામાં લાવવામાં આવે છે અને તેને ઢાળવાળી સપાટી પર વહેવડાવવામાં આવે છે.
ધાતુ નીચે વહી જાય છે,જ્યારે ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતી અશુદ્ધિઓ ઉપર રહી જાય છે.

(A) $Mond$ પ્રક્રિયા એ $Nickel$ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી તકનીક છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ $Nickel$ ને $Carbon$ $monoxide$ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ સંકીર્ણ,$Nickel$ $tetracarbonyl$ $(Ni(CO)_4)$ બનાવવામાં આવે છે,જેનું ત્યારબાદ ઊંચા તાપમાને વિઘટન કરીને શુદ્ધ $Nickel$ મેળવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા છે: $Ni + 4 CO \xrightarrow{\Delta} Ni(CO)_4$.

(B) વાન-આર્કેલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ $Ti$,$Zr$,$Hf$ અને $B$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ ટંગસ્ટન $(W)$ માટે થતો નથી. તેથી,વિકલ્પ $B$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે.

(A) ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ તેમના ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે.
$Zinc$ નું શુદ્ધિકરણ નિસ્યંદન (distillation) પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે કારણ કે તેનું ઉત્કલન બિંદુ નીચું હોય છે.
$Liquation$ નો ઉપયોગ $Tin$ $(Sn)$ જેવી ઓછી ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે.
$Titanium$ નું શુદ્ધિકરણ $van \ Arkel$ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે.
$Nickel$ નું શુદ્ધિકરણ $Mond$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$Copper$ નું શુદ્ધિકરણ $Electrolysis$ દ્વારા થાય છે.
તેથી,અસંગત જોડી $Zinc - Liquation$ છે.

(D) કોપરના વિદ્યુતવિભાજન શુદ્ધિકરણમાં:
$1$. અશુદ્ધ $Cu$ પટ્ટીનો ઉપયોગ એનોડ તરીકે થાય છે,કેથોડ તરીકે નહીં.
$2$. શુદ્ધ $Cu$ પટ્ટીનો ઉપયોગ કેથોડ તરીકે થાય છે.
$3$. એસિડિક જલીય $CuSO_4$ નો ઉપયોગ વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે થાય છે.
$4$. શુદ્ધ $Cu$ કેથોડ પર જમા થાય છે.
$5$. $Ag$,$Au$ અને $Pt$ જેવી અશુદ્ધિઓ એનોડના તળિયે એનોડ-મડ તરીકે જમા થાય છે.
તેથી,વિધાનો $(B)$,$(C)$ અને $(D)$ સાચા છે.

(B) સાચો જવાબ $Chromatography$ છે.
અધિશોષણ ક્રોમેટોગ્રાફી મિશ્રણમાંથી ઘટકોના સ્થિર કલા (stationary phase) પર પસંદગીયુક્ત અધિશોષણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
તેમાં સ્થિર કલા (ઘન) અને ગતિશીલ કલા (પ્રવાહી અથવા વાયુ) નો ઉપયોગ થાય છે.
અલગીકરણ એ હકીકતને કારણે થાય છે કે વિવિધ ઘટકો સ્થિર કલા પર અલગ-અલગ માત્રામાં અધિશોષિત થાય છે.

(A) ઝોન રિફાઇનિંગ પ્રક્રિયા એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
- આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ખૂબ જ ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ મેળવવા માટે થાય છે.
- $Germanium$,$Silicon$,$Boron$,$Gallium$ અને $Indium$ જેવા તત્વોને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
- તેથી,$Germanium$ એ સાચો જવાબ છે.

(D) $Zr$ અને $Ti$ ના શુદ્ધિકરણ માટે $Van \ Arkel$ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.
$Van \ Arkel$ પ્રક્રિયામાં અશુદ્ધ ધાતુને આયોડિન સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી બાષ્પશીલ સંકીર્ણ બને છે.
આ સંકીર્ણ ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામીને શુદ્ધ ધાતુ આપે છે.
$Zirconium$ માટે:
$Zr \text{ (અશુદ્ધ)} + 2I_2 \rightarrow ZrI_4$
$ZrI_4 \rightarrow Zr \text{ (શુદ્ધ)} + 2I_2 \text{ (} 1800 \ K \text{ તાપમાને)}$
$Titanium$ માટે:
$Ti \text{ (અશુદ્ધ)} + 2I_2 \rightarrow TiI_4$
$TiI_4 \rightarrow Ti \text{ (શુદ્ધ)} + 2I_2 \text{ (} 1800 \ K \text{ તાપમાને)}$

(C) ઝિર્કોનિયમ $(Zr)$ અને ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ નું શુદ્ધિકરણ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિમાં,ધાતુને તેના બાષ્પશીલ આયોડાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર તેનું વિઘટન કરવામાં આવે છે.
$Zr + 2I_2$ $\xrightarrow{870 \ K} ZrI_4$ $\xrightarrow{2075 \ K} Zr + 2I_2$

(C) સાચો જવાબ $Ni$ છે.
મોન્ડ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ નિકલ $(Ni)$ ને $330-350 \ K$ તાપમાને કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ ના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ નિકલ ટેટ્રાકાર્બોનિલ,$Ni(CO)_4$ બનાવવામાં આવે છે.
$Ni(s) + 4CO(g) \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_4(g)$
ત્યારબાદ આ બાષ્પશીલ સંકીર્ણનું ઊંચા તાપમાને $(450-470 \ K)$ વિઘટન કરીને શુદ્ધ નિકલ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
$Ni(CO)_4(g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni(s) + 4CO(g)$

(A) સાચી પ્રક્રિયા $Liquation$ છે.
$Pig$ $tin$ મેળવવા માટે $Liquation$ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે,જે અયસ્ક,ધાતુ અથવા મિશ્રધાતુના તત્વોને અલગ કરવા માટેની આંશિક ગલન તકનીક છે.
પદાર્થને ઢળતી ભઠ્ઠી પર એવી તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે જ્યાં ધાતુ (ટીન) પીગળી જાય છે જ્યારે અશુદ્ધિઓ ઘન રહે છે.
પીગળેલી શુદ્ધ ધાતુ ઢાળ પરથી નીચે વહે છે અને એકત્રિત કરવામાં આવે છે,જ્યારે ન પીગળતી અશુદ્ધિઓ ભઠ્ઠી પર પાછળ રહી જાય છે.

(B) લિક્વેશન એ નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી અને ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતી અશુદ્ધિઓ સાથે સંકળાયેલી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે.
આવી ધાતુઓના ઉદાહરણોમાં $Pb$,$Sn$,$Sb$,$Bi$ અને $Hg$ નો સમાવેશ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને ભઠ્ઠીના ઢળતા પાયા (hearth) પર ગરમ કરવામાં આવે છે.
શુદ્ધ ધાતુ પીગળીને નીચે વહી જાય છે,જ્યારે ન પીગળતી (ઊંચા ગલનબિંદુવાળી) અશુદ્ધિઓ પાયા પર રહી જાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Sn$ (ટીન) ને આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(B) વાન આર્કેલ પદ્ધતિ એ ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી એક તકનીક છે.
તેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને $Ti$ (ટાઇટેનિયમ) અને $Zr$ (ઝિર્કોનિયમ) જેવી અતિ-શુદ્ધ ધાતુઓ મેળવવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં (સામાન્ય રીતે આયોડાઇડ) ફેરવવામાં આવે છે,જેને પછી ઊંચા તાપમાને ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Ti$ (ટાઇટેનિયમ) સાચો જવાબ છે.

(C) $Nickel$ નું શુદ્ધિકરણ $Mond$ પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$Ni (s) + 4CO (g) \xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_4 (g)$
$Ni(CO)_4 (g) \xrightarrow{450-470 \ K} Ni (s) + 4CO (g)$
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ $Nickel$ ને બાષ્પશીલ $Nickel$ ટેટ્રાકાર્બોનિલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,જેનું ત્યારબાદ વિઘટન કરીને શુદ્ધ $Nickel$ મેળવવામાં આવે છે.

(B) $TiI_{4}$ નું ઉષ્મીય વિઘટન એ ટાઇટેનિયમ ધાતુના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી વાન આર્કેલ-ડી બોઅર પ્રક્રિયાનું મુખ્ય પગલું છે.
ગરમ કરવા પર,$TiI_{4}$ નીચે મુજબની પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ ટાઇટેનિયમ ધાતુ અને આયોડિન બાષ્પમાં વિઘટિત થાય છે:
$TiI_{4} \xrightarrow{\Delta} Ti + 2I_{2}$

(B) ઝોન રિફાઇનિંગ એ અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ મેળવવા માટે વપરાતી તકનીક છે. તે એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે. આ પદ્ધતિ $Zn$,$Ge$,$Si$,$B$,$Ga$ અને $In$ જેવી ધાતુઓના અતિ-શુદ્ધ નમૂનાઓ મેળવવા માટે ખાસ કરીને અસરકારક છે.

(C) Hoope's process એ એલ્યુમિનિયમના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે.

(D) ઝિંકના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણમાં,એનોડ અશુદ્ધ ઝિંકનો બનેલો હોય છે,જ્યારે શુદ્ધ ઝિંકની પટ્ટી કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. એસિડિક ઝિંક સલ્ફેટનું દ્રાવણ વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વપરાય છે. જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $Zn^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Zn_{(pure)}$
એનોડ પર: $Zn_{(impure)} \longrightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}$

(A) વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ $Cu$ અને $Zn$ જેવી ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે.
આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ ધાતુને એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ ધાતુની પટ્ટીને કેથોડ તરીકે લેવામાં આવે છે.
તેમને તે જ ધાતુના દ્રાવ્ય ક્ષાર ધરાવતા યોગ્ય વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણમાં મૂકવામાં આવે છે.

(A) વાન-આર્કેલ પદ્ધતિ એ $Zr$ અને $Ti$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી તકનીક છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અશુદ્ધ ધાતુને શૂન્યાવકાશિત પાત્રમાં આયોડિન સાથે ગરમ કરીને બાષ્પશીલ ધાતુ આયોડાઇડ,જેમ કે $ZrI_4$ બનાવવામાં આવે છે.
આ બાષ્પશીલ સંયોજનને ત્યારબાદ ઊંચા તાપમાને $(1800 \ K)$ ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ પર વિઘટિત કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિ ધાતુમાં રહેલી તમામ ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનની અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે ખાસ અસરકારક છે.

(B) ઝોન રિફાઇનિંગ એ અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ મેળવવાની એક પદ્ધતિ છે.
તે આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં વપરાતી $Si$,$Ge$ અને $Ga$ જેવી ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ આ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(B) $I$. $Hg$ (પારો) નું શુદ્ધિકરણ નિસ્યંદન દ્વારા કરવામાં આવે છે કારણ કે તેનું ઉત્કલનબિંદુ નીચું હોય છે.
$II$. $Cu$ (તાંબુ) નું શુદ્ધિકરણ પોલિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$III$. $B$ (બોરોન) નું શુદ્ધિકરણ ઝોન રિફાઇનિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$IV$. $Ti$ (ટાઇટેનિયમ) નું શુદ્ધિકરણ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે,લિક્વેશન દ્વારા નહીં.
તેથી,$I, II$ અને $III$ યોગ્ય રીતે જોડાયેલ છે.

(D) જોડકાં નીચે મુજબ છે:
$A$. હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયા $Al$ $(III)$ ના નિષ્કર્ષણ માટે વપરાય છે.
$B$. મોન્ડ પ્રક્રિયા $Ni$ $(IV)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
$C$. વાન-આર્કેલ પ્રક્રિયા $Ti$ $(I)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
$D$. ઝોન રિફાઇનિંગ પ્રક્રિયા $In$ $(II)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-I, D-II$ છે.

(D) ઝોન રિફાઇનિંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
આ પદ્ધતિ ખાસ કરીને $Ge$,$Si$,$B$,$Ga$ અને $In$ જેવા સેમિકન્ડક્ટર્સને ખૂબ જ ઉચ્ચ શુદ્ધતા સાથે મેળવવા માટે ઉપયોગી છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) $Mond$ પ્રક્રિયા $Nickel$ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
તેથી,$X = Ni$.
$Mond$ પ્રક્રિયા દરમિયાન $Ni(CO)_4$ સંકીર્ણ બને છે,જેમાં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે અને તે પ્રતિચુંબકીય $(diamagnetic)$ છે,તેથી તેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $0$ છે.

(B) કોપરના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ દરમિયાન,અશુદ્ધ કોપરનો બ્લોક એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ કોપરની પાતળી પટ્ટી કેથોડ તરીકે વપરાય છે.

(B) ઝોન રિફાઇનિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે અર્ધવાહકો અને અત્યંત શુદ્ધ ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આપેલા તત્વોમાંથી,$B$ (બોરોન),$In$ (ઇન્ડિયમ),$Ge$ (જર્મેનિયમ),$Si$ (સિલિકોન) અને $Ga$ (ગેલિયમ) ને આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
તેથી,આવા કુલ $5$ તત્વો છે.

(B) $(A)-(II), (B)-(I), (C)-(IV), (D)-(III)$
$(A)$ ઝોન રિફાઇનિંગનો ઉપયોગ $In$ જેવી અતિ-શુદ્ધ ધાતુઓ માટે થાય છે.
$(B)$ લિક્વેશનનો ઉપયોગ $Sn$ જેવી નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે.
$(C)$ બાષ્પ કલા રિફાઇનિંગ (વાન આર્કેલ પ્રક્રિયા) નો ઉપયોગ $Zr$ માટે થાય છે.
$(D)$ નિસ્યંદનનો ઉપયોગ $Zn$ જેવી નીચા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે.