Refining of crude Metal Questions in Gujarati

(A) મોન્ડની પ્રક્રિયા નિકલ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે. પ્રક્રિયા: $Ni_{(s)} + 4 CO$ $\xrightarrow{330-350 \ K} Ni(CO)_{4(g)}$ $\xrightarrow{450-470 \ K} Ni_{(s)} + 4 CO$.
વાન આર્કેલ પદ્ધતિ ઝિર્કોનિયમ $(Zr)$ અથવા ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે. પ્રક્રિયા: $Zr_{(s)} + 2 I_{2(g)}$ $\xrightarrow{870 \ K} ZrI_{4(g)}$ $\xrightarrow{2075 \ K} Zr_{(s)} + 2 I_{2(g)}$.
આમ,$X$ એ $Ni$ છે અને $Y$ એ $Zr$ છે.

(C) નિકલનું શુદ્ધિકરણ મોન્ડ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે $(A-4)$.
ટાઇટેનિયમનું શુદ્ધિકરણ વાન-આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે $(B-3)$.
જર્મેનિયમનું શુદ્ધિકરણ ઝોન રિફાઇનિંગ દ્વારા થાય છે $(C-2)$.
કોપરનું શુદ્ધિકરણ વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ દ્વારા થાય છે $(D-1)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-4, B-3, C-2, D-1$ છે.

(D) લિક્વેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ એવી અશુદ્ધ ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે જે સરળતાથી પીગળી શકે છે (નીચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે),જેમ કે $Pb$,$Sn$,$Bi$ અને $Hg$,જ્યારે અશુદ્ધિઓનું ગલનબિંદુ ઊંચું હોય છે.
ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવતી નથી.
તેથી,વિધાન $(D)$ ખોટું છે.

(C) વેપર ફેઝ રિફાઇનિંગ પ્રક્રિયામાં ધાતુનું બાષ્પશીલ સંયોજનમાં રૂપાંતર કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે તેનું વિઘટન કરવામાં આવે છે.
$1$. નિકલનું શુદ્ધિકરણ મોન્ડ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે: અશુદ્ધ નિકલને કાર્બન મોનોક્સાઇડના પ્રવાહમાં ગરમ કરીને બાષ્પશીલ સંકિર્ણ $Ni(CO)_4$ બનાવવામાં આવે છે,જેનું વિઘટન કરીને શુદ્ધ નિકલ મેળવવામાં આવે છે.
$Ni + 4 CO$ $\xrightarrow{350 \ K} Ni(CO)_4$ $\xrightarrow{470 \ K} Ni \text{ (શુદ્ધ)} + 4 CO$
$2$. ઝિર્કોનિયમનું શુદ્ધિકરણ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે: ઝિર્કોનિયમને આયોડિનની બાષ્પમાં $870 \ K$ તાપમાને ગરમ કરીને બાષ્પશીલ સંકિર્ણ $ZrI_4$ બનાવવામાં આવે છે,જેનું વિઘટન કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
$Zr + 2 I_2$ $\xrightarrow{870 \ K} ZrI_4$ $\xrightarrow{1800 \ K} Zr \text{ (શુદ્ધ)} + 2 I_2$
આમ,આ પદ્ધતિ દ્વારા શુદ્ધ થતી ધાતુઓની જોડી $Zr$ અને $Ni$ છે.

(C) ઝોન રિફાઇનિંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Si$,$Ge$,$Ga$ અને $In$ જેવી ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી સેમિકન્ડક્ટર ગ્રેડની ધાતુઓ બનાવવા માટે થાય છે.

(B) $a)$ કોપરનું શુદ્ધિકરણ વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા થાય છે,વાન-આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા નહીં. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$b)$ ઝિંકનું શુદ્ધિકરણ નિસ્યંદન દ્વારા થાય છે,વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા નહીં. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$c)$ ઝિર્કોનિયમનું શુદ્ધિકરણ વાન-આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે,નિસ્યંદન દ્વારા નહીં. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
આમ,ત્રણેય વિધાનો $a, b$ અને $c$ ખોટા છે.

(C) $1$. વાન આર્કેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $Zr$ (ઝિર્કોનિયમ) અને $Ti$ (ટાઇટેનિયમ) જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
$2$. મોન્ડની પ્રક્રિયા ખાસ કરીને $Ni$ (નિકલ) ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે,જેમાં નિકલ કાર્બોનિલ $(Ni(CO)_4)$ બને છે.
$3$. તેથી,$A$ એ $Zr$ અથવા $Ti$ હોઈ શકે છે અને $B$ એ $Ni$ છે. વિકલ્પો મુજબ,$Zr$ અને $Ni$ એ યોગ્ય જોડી છે.

(D) $Zone \ refining$ નો સિદ્ધાંત એ છે કે અશુદ્ધિઓ ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
$Vapour \ phase \ refining$ પદ્ધતિ અશુદ્ધ ધાતુને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં રૂપાંતરિત કરવાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે,જે પછી શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે વિઘટિત થાય છે.
$Liquation$ પદ્ધતિ ધાતુ અને અશુદ્ધિઓના ગલનબિંદુમાં તફાવત પર આધારિત છે,જ્યાં ધાતુ ઢાળવાળી સપાટી પર વહે છે.
$Chromatographic$ પદ્ધતિ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે મિશ્રણના વિવિધ ઘટકો અધિશોષક પર અલગ-અલગ રીતે અધિશોષિત થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) ઝિર્કોનિયમને આયોડિન સાથે ગરમ કરીને બાષ્પશીલ સંયોજન બનાવવામાં આવે છે,જે વધુ ગરમ કરવાથી વિઘટન પામીને શુદ્ધ ઝિર્કોનિયમ આપે છે. આ પદ્ધતિને ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટેની વાન આર્કેલ પદ્ધતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
નિર્માણ: $Zr + 2 I_2 \longrightarrow ZrI_4$ $(300-500^{\circ} C)$
વિઘટન: $ZrI_4 \longrightarrow Zr + 2 I_2$ $(1100^{\circ} C)$

(A) સ્ફેલેરાઈટ અયસ્ક $ZnS$ (ઝિંક બ્લેન્ડ) છે.
નિષ્કર્ષણ પછી,મેળવેલી ધાતુ ઝિંક $(Zn)$ છે.
ઝિંકનું ઉત્કલનબિંદુ નીચું $(1180 \ K)$ હોય છે અને તે બાષ્પશીલ છે.
તેથી,તેને નિસ્યંદન (distillation) પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

(B) નિસ્યંદન એ $Zn$,$Cd$ અને $Hg$ જેવી ઓછું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે. આ પદ્ધતિમાં,અશુદ્ધ ધાતુને ગરમ કરીને શુદ્ધ ધાતુની બાષ્પ બનાવવામાં આવે છે,જ્યારે ઊંચા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતી અશુદ્ધિઓ અવશેષ તરીકે રહી જાય છે. ત્યારબાદ શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે બાષ્પનું સંઘનન કરવામાં આવે છે.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ ઝોન રિફાઇનિંગનો ઉપયોગ $Ga, Si, Ge$ જેવા અર્ધવાહકોના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. તેથી,$A \rightarrow III$.
$(B)$ પોલિંગનો ઉપયોગ અશુદ્ધિ તરીકે $Cu_2O$ ધરાવતા કોપર $(Cu)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે. તેથી,$B \rightarrow IV$.
$(C)$ લિક્વેશનનો ઉપયોગ ટીન $(Sn)$ જેવી ઓછી ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ માટે થાય છે. તેથી,$C \rightarrow II$.
$(D)$ વેપર ફેઝ રિફાઇનિંગનો ઉપયોગ $Ti$ અને $Zr$ (વાન આર્કેલ પદ્ધતિ) અથવા $Ni$ (મોન્ડ પ્રક્રિયા) જેવી ધાતુઓ માટે થાય છે. તેથી,$D \rightarrow I$.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-II, D-I$ છે.

(A) મોન્ડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ નિકલ $(Ni)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
વાન આર્કેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઝિર્કોનિયમ $(Zr)$ અથવા ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
ઝોન રિફાઇનિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર અને અન્ય અત્યંત શુદ્ધ ધાતુઓ જેવી કે જર્મેનિયમ $(Ge)$,સિલિકોન $(Si)$,બોરોન $(B)$,ગેલિયમ $(Ga)$ અને ઇન્ડિયમ $(In)$ મેળવવા માટે થાય છે.
તેથી,$(X) = Ni$,$(Y) = Zr$,અને $(Z) = Ga$.

(B) $Zone \ refining$ નો સિદ્ધાંત એ છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
જેમ જેમ હીટર આગળ વધે છે,તેમ શુદ્ધ ધાતુ પીગળેલા દ્રાવણમાંથી સ્ફટિકીકરણ પામે છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ નજીકના પીગળેલા ઝોનમાં જાય છે.
આ પદ્ધતિ $Ge$,$Si$,$Ga$ જેવા સેમિકન્ડક્ટર બનાવવા અને $Boron$ $(B)$ જેવી ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે ઉપયોગી છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) . ખોટું: કોપરના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણમાં,શુદ્ધ $Cu$ નો ઉપયોગ કેથોડ તરીકે થાય છે અને અશુદ્ધ $Cu$ નો ઉપયોગ એનોડ તરીકે થાય છે.
$B$. સાચું: ઝોન રિફાઇનિંગ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે અશુદ્ધિઓ ધાતુની ઘન અવસ્થા કરતા પીગળેલી અવસ્થામાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
$C$. સાચું: $TiI_4$ ને ગરમ કરવાથી તે વિઘટિત થઈને શુદ્ધ $Ti$ આપે છે (વાન આર્કેલ પદ્ધતિ). $TiI_4 \xrightarrow{>1100^{\circ} C} Ti + 2I_2$.
$D$. ખોટું: ખૂબ જ શુદ્ધ $Zr$ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,ગેલ્વેનાઇઝેશન દ્વારા નહીં.
$E$. ખોટું: કોપર સ્મેલ્ટિંગમાં,ગરમ હવાનો ઉપયોગ $Cu_2S$ ને $Cu_2O$ માં અને ત્યારબાદ ધાતુના $Cu$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે,$CuSO_4$ માં નહીં.
આમ,સાચા વિધાનો $B$ અને $C$ છે.

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

(B) બાષ્પ અવસ્થા શુદ્ધિકરણ એ ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટેની એક તકનીક છે જેમાં તેમને બાષ્પશીલ સંયોજનમાં ફેરવીને ત્યારબાદ તેનું વિઘટન કરીને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે.
$1$. વાન આર્કેલ પદ્ધતિ $Zr$ અને $Ti$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
$2$. મોન્ડ પ્રક્રિયા $Ni$ ના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
તેથી,$Zr$ નું શુદ્ધિકરણ બાષ્પ અવસ્થા શુદ્ધિકરણ દ્વારા થાય છે.