Roasting and Calcination Questions in Gujarati

(A) ભૂંજનનું મુખ્ય કાર્ય અયસ્કને તેની ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને ભઠ્ઠીમાં હવાની નિયમિત હાજરીમાં ગરમ કરીને તેમાંથી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવાનું છે.
બાષ્પશીલ પદાર્થો દૂર કરવાના ઉદાહરણો:
$S_8 + 8O_2 \to 8SO_2 \uparrow$
$P_4 + 5O_2 \to P_4O_{10} \uparrow$
$4As + 3O_2 \to 2As_2O_3 \uparrow$

(C) ભૂંજન એ એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે જેમાં સલ્ફાઈડ અયસ્કને ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને હવાની નિયમિત હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,સલ્ફાઈડ અયસ્ક તેના અનુરૂપ ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $2ZnS + 3O_2 \to 2ZnO + 2SO_2 \uparrow$

(A) રોસ્ટિંગમાં,કાચી ધાતુને ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ માટે વપરાય છે.
રોસ્ટિંગ દરમિયાન,સલ્ફાઈડનું ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે અને સલ્ફર $SO_2$ વાયુ તરીકે દૂર થાય છે.

(A) . $CaCO_3 \to CaO + CO_2$
હવાના અભાવમાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને કેલ્સિનેશન કહેવામાં આવે છે.

(D) અયસ્કમાં રાસાયણિક ફેરફારો લાવવા માટે વધારાની હવા (ઓક્સિજન) ની હાજરીમાં અયસ્કને તેના ગલનબિંદુથી નીચે ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને $Roasting$ (ભુંજન) કહેવામાં આવે છે. $Calcination$ એ હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.

(B) અયસ્કને હવાના વધુ પ્રમાણમાં સખત રીતે ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા જેથી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ દૂર થાય અને અયસ્ક ઓક્સાઇડમાં ફેરવાય તેને $Roasting$ (ભુંજણ) કહેવામાં આવે છે.

(D) કેલ્સિનેશન એ હવાની મર્યાદિત હાજરીમાં અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
તેની મુખ્ય ભૂમિકાઓમાં નીચે મુજબનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ અને ભેજ દૂર કરવા માટે.
$2$. કાર્બોનેટનું ઓક્સાઇડમાં વિઘટન કરવા માટે (દા.ત.,$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$).
$3$. કાર્બનિક પદાર્થોને દૂર કરવા માટે.
તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવાના પુરવઠામાં અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ અયસ્કને ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવા (દા.ત.,$ZnCO_3 \rightarrow ZnO + CO_2$) અથવા ભેજ અને અસ્થિર અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.

(B) રિવર્બરેટરી ભઠ્ઠી એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે બળતણ અયસ્કના સીધા સંપર્કમાં ન આવે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ અયસ્કના ભૂંજન (roasting) અને સ્મેલ્ટિંગ માટે થાય છે,જ્યાં અયસ્કને હવાના સંપર્કમાં ગરમ કરીને ઓક્સાઇડમાં ફેરવવામાં આવે છે અથવા અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં આવે છે.

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે.
ભુંજન (Roasting) એ સલ્ફાઇડ અયસ્કને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરીને તેના ઓક્સાઇડ સ્વરૂપમાં ફેરવવાની પ્રક્રિયા છે.
આપેલ પ્રક્રિયા $2ZnS + 3O_2 \to 2ZnO + 2SO_2$ એ ઝિંક સલ્ફાઇડ $(ZnS)$ નું ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરીને ઝિંક ઓક્સાઇડ $(ZnO)$ માં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે,જે ભુંજનની વ્યાખ્યા છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં કાચી ધાતુને હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં સખત ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ અથવા હાઇડ્રેટેડ કાચી ધાતુઓમાંથી ભેજ $(H_2O)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ જેવી અસ્થિર અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $ZnCO_3 \xrightarrow{\Delta} ZnO + CO_2$.

(B) ભુંજન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં સંકેન્દ્રિત અયસ્કને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,જેનાથી અયસ્ક ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને સલ્ફર,આર્સેનિક અને એન્ટિમની જેવી અશુદ્ધિઓ તેમના ઓક્સાઈડમાં ઓક્સિડાઈઝ થઈને દૂર થાય છે.
કોપર પાયરાઈટ $(CuFeS_2)$ માટે,ભુંજનને નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે જેથી વધારાનો સલ્ફર દૂર થાય અને પછીની સ્મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયા માટે $Cu_2S$ અને $FeS$ બનાવવા માટે પૂરતો સલ્ફર રહે.
પ્રક્રિયાઓ:
$2CuFeS_2 + O_2 \rightarrow Cu_2S + 2FeS + SO_2$
$2FeS + 3O_2 \rightarrow 2FeO + 2SO_2$
$2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$

(C) ભૂંજન એ એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે જેમાં અયસ્કને હવાની હાજરીમાં ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
તેમાં બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓનું બાષ્પીભવન,અયસ્કનું વિઘટન (દા.ત.,કાર્બોનેટનું ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતર) અને અયસ્કનું ઓક્સિડેશન (દા.ત.,સલ્ફાઇડનું ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતર) સમાવિષ્ટ છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
ભૂંજન એ સલ્ફાઈડ અયસ્કને વધુ પડતી હવાના સંપર્કમાં ગરમ કરીને તેને ધાતુના ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
ઝિંક બ્લેન્ડ $(ZnS)$ એ સલ્ફાઈડ અયસ્ક છે,જે નીચે મુજબ ભૂંજન પ્રક્રિયા અનુભવે છે:
$2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{\Delta} 2ZnO + 2SO_2$

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
જ્યારે સિનાબાર $(HgS)$ કાચી ધાતુને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે (ભૂંજન),ત્યારે તે સ્વયં-રિડક્શન પામીને મર્ક્યુરી ધાતુ બનાવે છે:
$HgS + O_2 \xrightarrow{\Delta} Hg + SO_2$
ભૂંજનના તાપમાને $(773 - 873 \ K)$,મર્ક્યુરી બાષ્પ સ્વરૂપે હોય છે. આ બાષ્પને ઠારીને પ્રવાહી મર્ક્યુરી મેળવવામાં આવે છે,જે આશરે $99.7 \%$ શુદ્ધ હોય છે.

(B) $($ $b$ $)$ શેકવાની (roasting) પ્રક્રિયામાં,અયસ્કને (સામાન્ય રીતે સલ્ફાઈડ) વધારાની હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી તેને તેના ઓક્સાઈડ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય.

(A) ભૂંજન એ કાચી ધાતુને હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. તે સામાન્ય રીતે રિવર્બરેટરી અથવા બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કરવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી $A$ યોગ્ય છે.

(B) ભુંજણ (Roasting) એ એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે જેમાં અયસ્કને તેના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને વધારાની હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ અયસ્ક માટે વપરાય છે જેથી સલ્ફરને બાષ્પશીલ $SO_2$ વાયુ તરીકે દૂર કરી શકાય.
તેમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે: $S + O_2 \to SO_2$.

(A) કાર્બોનેટ અયસ્કમાંથી ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં અયસ્કને હવાના અભાવમાં ગરમ કરીને તેના ઓક્સાઇડ સ્વરૂપમાં ફેરવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને કેલ્સિનેશન કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,ઝિંક કાર્બોનેટ માટે: $ZnCO_3 \xrightarrow{\Delta} ZnO + CO_2$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) જ્યારે સિનાબાર $(HgS)$ ને હવામાં મજબૂત રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ભૂંજન (roasting) પ્રક્રિયા દ્વારા પારો (mercury) ધાતુ અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વાયુ આપે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $HgS(s) + O_2(g) \xrightarrow{\Delta} Hg(l) + SO_2(g)$.
અન્ય ધાતુના સલ્ફાઇડ્સ જેમ કે $Cu_2S$ અથવા $Fe_2S_3$ સામાન્ય રીતે ભૂંજન દરમિયાન શુદ્ધ ધાતુને બદલે ધાતુના ઓક્સાઇડ બનાવે છે.

(A) વધુ હવાની હાજરીમાં અયસ્કને તેના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને $Roasting$ (ભૂંજન) કહે છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે સલ્ફાઈડ યુક્ત અયસ્કને તેમના ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાય છે.

(B) ઝિંક બ્લેન્ડ એ $ZnS$ છે.
પ્રથમ,$ZnS$ ને હવાની હાજરીમાં ગરમ (ભૂંજન) કરીને ઝિંક ઓક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે: $2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$.
ત્યારબાદ,ઝિંક ઓક્સાઇડનું કાર્બન (કોક) નો ઉપયોગ કરીને રિડકશન કરવામાં આવે છે: $ZnO + C \rightarrow Zn + CO$.

(A) $1$. કેલ્શિનેશન એ હવાના અભાવમાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. પ્રક્રિયા $Fe_2O_3 \cdot nH_2O \rightarrow Fe_2O_3 + nH_2O$ એ કેલ્શિનેશન છે $(I-a)$.
$2$. રોસ્ટિંગ એ હવાના વધારામાં સલ્ફાઈડ અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. પ્રક્રિયા $2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$ એ રોસ્ટિંગ છે $(II-b)$.
$3$. ફલક્સ એ અશુદ્ધિ દૂર કરવા માટે ઉમેરવામાં આવતો પદાર્થ છે. $SiO_2$ એ $FeO$ ને દૂર કરવા માટે એસિડિક ફલક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે $(III-c)$.
$4$. થર્મોઈટ પ્રક્રિયામાં એલ્યુમિનિયમ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને ધાતુના ઓક્સાઈડનું રિડક્શન થાય છે $(IV-d)$.

(A) બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં,લાઇમસ્ટોન $(CaCO_3)$ વિઘટન પામીને કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ $(CaO)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ બનાવે છે.
$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$
અહીં,$CaO$ એ ફલક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે જે અયસ્કમાં રહેલી સિલિકા $(SiO_2)$ ની અશુદ્ધિ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સિલિકેટ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે,જેને સ્લેગ કહેવામાં આવે છે.
$CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$ (સ્લેગ)
આમ,લાઇમસ્ટોન ફલક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) રોસ્ટિંગ એ સલ્ફાઈડ અયસ્કને વધુ પડતી હવાના સંપર્કમાં ગરમ કરીને તેને ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
ઝીંક બ્લેન્ડ $(ZnS)$ માટે,રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$
આમ,ઉત્પન્ન થતી નીપજો ઝીંક ઓક્સાઈડ $(ZnO)$ અને સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ $(SO_2)$ છે.

(C) કેલ્શિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવા અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે કાર્બોનેટ અથવા હાઇડ્રેટેડ અયસ્કમાંથી ભેજ અને બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા અને અયસ્કને તેના ઓક્સાઇડ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાય છે. ઉદાહરણ તરીકે: $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$.

(D) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવા અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
તે મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ અથવા હાઇડ્રેટેડ અયસ્ક માટે વપરાય છે.
પ્રક્રિયા $MgCO_3 \rightarrow MgO + CO_2$ માં,મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટને ગરમ કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મુક્ત કરવામાં આવે છે,જે કેલ્સિનેશનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
વિકલ્પ $A$ એ ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,વિકલ્પ $B$ એ રોસ્ટિંગ (હવાની હાજરીમાં) છે,અને વિકલ્પ $C$ પણ સલ્ફાઇડ અયસ્કનું રોસ્ટિંગ છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવાના પુરવઠામાં અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ અયસ્કમાંથી ભેજ $(H_2O)$ અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ $(CO_2)$ જેવી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $ZnCO_3 \xrightarrow{\Delta} ZnO + CO_2 \uparrow$.

(D) ભૂંજન એ એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે જેમાં સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુને ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચા તાપમાને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
આપેલ તમામ પ્રક્રિયાઓમાં:
$2PbS + 3O_2 \rightarrow 2PbO + 2SO_2$
$2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$
$2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$
સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ ઓક્સિજનની હાજરીમાં ગરમ કરીને તેમના સંબંધિત ધાતુના ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,આ તમામ પ્રક્રિયાઓ ભૂંજનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવા અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. તે સામાન્ય રીતે કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ અયસ્ક માટે વપરાય છે.
$(a)$ અર્જન્ટાઈટ $(Ag_2S)$ એ સલ્ફાઈડ અયસ્ક છે,જેનું રોસ્ટિંગ (ભૂંજન) થાય છે.
$(b)$ બોક્સાઈટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ એ જળયુક્ત ઓક્સાઈડ અયસ્ક છે,જે પાણી દૂર કરવા માટે કેલ્સિનેશનમાંથી પસાર થાય છે.
$(c)$ મેલેકાઈટ $(CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2)$ એ કાર્બોનેટ/હાઇડ્રોક્સાઇડ અયસ્ક છે,જેનું કેલ્સિનેશન થાય છે.
$(d)$ કોપર પાયરાઈટ $(CuFeS_2)$ એ સલ્ફાઈડ અયસ્ક છે,જેનું રોસ્ટિંગ થાય છે.
તેથી,બોક્સાઈટ $(b)$ અને મેલેકાઈટ $(c)$ બંનેનું કેલ્સિનેશન થાય છે.

(D) રોસ્ટિંગ એ સલ્ફાઈડ અયસ્કને ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને ભઠ્ઠીમાં હવાની હાજરીમાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
રોસ્ટિંગ દરમિયાન:
$1$. સલ્ફાઈડ અયસ્કનું ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે (દા.ત.,$2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$).
$2$. આર્સેનિક $(As_2O_3)$ અને સલ્ફર $(SO_2)$ જેવી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ વાયુ સ્વરૂપે દૂર થાય છે.
તેથી,વિધાન $A$ અને $C$ બંને સાચા છે.
આથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) જલીય એલ્યુમિના $(Al_2O_3 \cdot xH_2O)$ નું નિર્જળ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ માં રૂપાંતર કાચી ધાતુને હવાની ગેરહાજરીમાં ગરમ કરીને કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને કેલ્શિનેશન કહેવામાં આવે છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $Al_2O_3 \cdot xH_2O \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + xH_2O$.

(C) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે,જેથી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ દૂર થાય અથવા કાર્બોનેટનું ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતર થાય.
પ્રક્રિયા $MgCO_3 \xrightarrow{\Delta} MgO + CO_2$ માં,મેટલ કાર્બોનેટને ગરમ કરીને મેટલ ઓક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે,જે કેલ્સિનેશનની વ્યાખ્યા છે.
વિકલ્પ $A$ ઓક્સિડેશન છે,વિકલ્પ $B$ રોસ્ટિંગ (ભૂંજન) છે,અને વિકલ્પ $D$ એ પ્રમાણિત ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા નથી.

(C) કેલ્શિનેશન એ અયસ્કને મર્યાદિત હવાના પુરવઠામાં અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
$(1)$ તે અયસ્કમાંથી ભેજ દૂર કરે છે,જે $True$ છે.
$(2)$ તે કાર્બોનેટનું ઓક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં વિઘટન કરે છે (દા.ત.,$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$),જે $True$ છે.
$(3)$ તે બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓને (જેમ કે કાર્બનિક પદાર્થો અથવા અધાત્વીય અશુદ્ધિઓ) દૂર કરે છે,જે $True$ છે.
તેથી,બધા વિધાનો $True$ છે. સાચો વિકલ્પ $TTT$ છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ કાચી ધાતુને હવાની મર્યાદિત હાજરીમાં અથવા હવાની ગેરહાજરીમાં સખત ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે. $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) વાતભઠ્ઠીમાં,ચૂનાના પથ્થર $(CaCO_3)$ નું કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ માં વિઘટન એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા આગળ વધવા માટે ઉષ્માની જરૂર પડે છે: $CaCO_3(s) \xrightarrow{\Delta} CaO(s) + CO_2(g)$.
અન્ય આપેલી પ્રક્રિયાઓ,જેવી કે કાર્બનનું દહન $(C + O_2 \rightarrow CO_2)$ અને આયર્ન ઓરનું રિડક્શન $(Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2)$,ઉષ્માક્ષેપક છે.

(D) સલ્ફાઇડ અયસ્કનું ભૂંજન કરવાથી આડપેદાશ તરીકે $SO_2$ વાયુ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $2MS + 3O_2 \rightarrow 2MO + 2SO_2$.
$SO_2$ એ બળેલા સલ્ફર જેવી ગૂંગળામણભરી ગંધ ધરાવતો રંગહીન વાયુ છે.
તે શ્વસન અંગોને નુકસાન પહોંચાડે છે અને એસિડ વર્ષા માટે જવાબદાર છે.
તેનું જલીય દ્રાવણ એસિડિક છે,તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને તેનો એસિડ $(H_2SO_3)$ અસ્થાયી હોવાથી તેને શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ કરી શકાયો નથી.
તેથી,$X$ વાયુ $SO_2$ છે.

(D) મોટાભાગના ધાતુના સલ્ફાઇડની પ્રમાણિત મુક્ત ઊર્જા $(\Delta G_f^o)$ એ $CS_2$ અને $H_2S$ કરતા વધારે હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે કાર્બન અને હાઇડ્રોજન ધાતુના સલ્ફાઇડનું ધાતુમાં રિડક્શન કરી શકતા નથી.
જોકે,ધાતુના ઓક્સાઇડની પ્રમાણિત મુક્ત ઊર્જા $SO_2$ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે.
તેથી,ધાતુના સલ્ફાઇડનું ધાતુના ઓક્સાઇડમાં ઓક્સિડેશન થર્મોડાયનેમિકલી અનુકૂળ છે.
આમ,રિડક્શન પહેલાં સલ્ફાઇડ અયસ્કને ઓક્સાઇડમાં શેકવી એ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાનું એક જરૂરી પગલું છે.
પરિણામે,એ વિધાન કે કાર્બન અને હાઇડ્રોજન ધાતુના સલ્ફાઇડ માટે યોગ્ય રિડક્શનકર્તા છે,તે ખોટું છે.

(C) કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ $(CaCO_3)$ નું ઉષ્મીય વિઘટન કરવાથી કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ મળે છે.
$CaO$ એ ધાતુનો ઓક્સાઈડ છે,જે સ્વભાવે બેઝિક છે.
$CO_2$ એ અધાતુનો ઓક્સાઈડ છે,જે સ્વભાવે એસિડિક છે.
પ્રક્રિયા: $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2 \uparrow$.

(D) કાર્બન રિડક્શન પ્રક્રિયા દ્વારા ધાતુના સલ્ફાઇડનું રિડક્શન સામાન્ય રીતે સ્વયંભૂ હોતું નથી કારણ કે $MS + C \rightarrow M + CS_2$ પ્રક્રિયા માટે $\Delta G$ નું મૂલ્ય ધન હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,કાર્બન દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન સ્વયંભૂ છે કારણ કે $MO + C \rightarrow M + CO_2$ માટે $\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ હોય છે.
આ તફાવત એટલા માટે છે કારણ કે $CO_2$ એ $CS_2$ કરતા થર્મોડાયનેમિકલી વધુ સ્થિર છે.
તેથી,ઓક્સાઇડની તુલનામાં ધાતુના સલ્ફાઇડની સ્થિરતા અને $CO_2$ વિરુદ્ધ $CS_2$ ની સાપેક્ષ સ્થિરતા મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે.
$CS_2$ ની તુલનામાં $CO_2$ ની બાષ્પશીલતા એ રિડક્શન પ્રક્રિયાની શક્યતા નક્કી કરતું થર્મોડાયનેમિક પરિબળ નથી.

(D) $Cu_2S$ ના ભૂંજનમાં,પ્રક્રિયા $2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$ છે,જેમાં $SO_2$ મુક્ત થાય છે.
સ્વ-રિડક્શન પ્રક્રિયામાં,$2Cu_2O + Cu_2S \rightarrow 6Cu + SO_2$,જેમાં પણ $SO_2$ મુક્ત થાય છે.
$FeS$ ના આંશિક ભૂંજનમાં,પ્રક્રિયા $2FeS + 3O_2 \rightarrow 2FeO + 2SO_2$ છે,જેમાં $SO_2$ મુક્ત થાય છે.
જ્યારે આંશિક રીતે ભૂંજેલા $FeS$ ($FeO$ ધરાવતું) ને સિલિકા $(SiO_2)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રક્રિયા $FeO + SiO_2 \rightarrow FeSiO_3$ (ધાતુમલ નિર્માણ) થાય છે. આ ચોક્કસ તબક્કામાં,$SO_2$ મુક્ત થતો નથી.

(C) કેલ્સિનેશન એ એક ધાતુશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા છે જેમાં કાચી ધાતુને હવાની ગેરહાજરીમાં અથવા મર્યાદિત હવાના પુરવઠામાં સખત ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ યુક્ત કાચી ધાતુઓને ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવા (દા.ત.,$ZnCO_3 \rightarrow ZnO + CO_2$) અને બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ અથવા ભેજને દૂર કરવા માટે થાય છે.
તેથી,સાચી સ્થિતિ હવાની ગેરહાજરી છે.

(C) ભુંજન એ ધાતુના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને ભઠ્ઠીમાં હવાની નિયમિત હાજરીમાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
$(i)$ સલ્ફાઇડ અયસ્કનું ઓક્સાઇડ અને સલ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે: $2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2$ અને $ZnS + 2O_2 \rightarrow ZnSO_4$.
$(ii)$ ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન જળયુક્ત પાણી દૂર થાય છે.
$(iii)$ ભુંજન અયસ્કના ગલનબિંદુથી નીચે કરવામાં આવે છે,તેથી તે અયસ્કને ઓગાળતું નથી.
$(iv)$ આર્સેનિક અને સલ્ફર જેવી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ તેમના સંબંધિત ઓક્સાઇડ (દા.ત.,$As_2O_3, SO_2$) તરીકે દૂર થાય છે.
તેથી,વિધાનો $(i), (ii),$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(A) ગેલેના $(PbS)$ માંથી લેડ $(Pb)$ ના નિષ્કર્ષણમાં,કાચી ધાતુને સૌ પ્રથમ શેકવામાં (roasting) આવે છે જેથી લેડ ઓક્સાઈડ $(PbO)$ બને છે: $2PbS + 3O_2 \to 2PbO + 2SO_2$.
સ્વ-રિડક્શન ત્યારે થાય છે જ્યારે બાકી રહેલ $PbS$ બનેલા $PbO$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે: $PbS + 2PbO \to 3Pb + SO_2$.
કાર્બન રિડક્શનમાં કાર્બન અથવા કાર્બન મોનોક્સાઈડનો ઉપયોગ કરીને $PbO$ નું રિડક્શન કરવામાં આવે છે: $PbO + C \to Pb + CO$ અથવા $PbO + CO \to Pb + CO_2$.
જોકે,રોસ્ટિંગ પ્રક્રિયા $(PbS + \frac{3}{2} O_2 \to PbO + SO_2)$ એ આવશ્યક પ્રારંભિક પગલું છે જે બંને રિડક્શન પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી $PbO$ પૂરો પાડે છે.

(D) ધાતુના સલ્ફાઈડનું રિડક્શન થર્મોડાયનેમિકલી મુશ્કેલ છે કારણ કે ધાતુના સલ્ફાઈડની સર્જન એન્થાલ્પી ધાતુના ઓક્સાઈડ કરતા ઓછી ઋણ હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,$CO_2$ ની સર્જન એન્થાલ્પી $CS_2$ કરતા વધુ ઋણ છે,જે કાર્બનને ધાતુના ઓક્સાઈડ માટે યોગ્ય રિડક્શન કર્તા બનાવે છે પરંતુ સલ્ફાઈડ માટે નહીં.
તેથી,સલ્ફાઈડ અયસ્કને પહેલા શેકવાની પ્રક્રિયા (roasting) દ્વારા ધાતુના ઓક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,જેનું પછી સરળતાથી ધાતુમાં રિડક્શન થઈ શકે છે.

(B) સ્વ-રિડક્શનની પ્રક્રિયા $Cu$,$Hg$ અને $Pb$ જેવી ધાતુઓને તેમના સલ્ફાઈડ અયસ્કમાંથી મેળવવા માટે વપરાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,સલ્ફાઈડ અયસ્કને હવામાં આંશિક રીતે ભૂંજવામાં આવે છે જેથી સલ્ફાઈડનો કેટલોક ભાગ તેના ઓક્સાઈડ અથવા સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થાય. ત્યારબાદ આ ઓક્સાઈડ અથવા સલ્ફેટ બાકી રહેલા બિન-ભૂંજાયેલા સલ્ફાઈડ અયસ્ક સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને બાહ્ય રિડક્શન કર્તાની જરૂર વગર ધાતુ ઉત્પન્ન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$Cu_2S$ માટે પ્રક્રિયા: $2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$ અને ત્યારબાદ $2Cu_2O + Cu_2S \rightarrow 6Cu + SO_2$.

(C) કેલ્સિનેશન એ કાચી ધાતુને હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં તેના ગલનબિંદુથી નીચે સખત ગરમ કરીને ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ધાતુના કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોક્સાઇડને તેમના સંબંધિત ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2 \uparrow$
$CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} 2CuO + H_2O \uparrow + CO_2 \uparrow$
આમ,પ્રાપ્ત થતી નીપજ ધાતુ ઓક્સાઇડ છે.

(D) કેલ્સિનેશન એ અયસ્કને તેના ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને,હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બોનેટ અયસ્કમાંથી ભેજ $(H_2O)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ જેવી અસ્થિર અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે થાય છે.

(B) કેલ્સિનેશન એ ભેજ અને અસ્થિર અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે હવાના અભાવમાં અથવા મર્યાદિત પુરવઠામાં અયસ્કને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
વિકલ્પ $A$ સ્ફટિકીકરણના પાણીને દૂર કરવાનું દર્શાવે છે (કેલ્સિનેશન).
વિકલ્પ $C$ કાર્બોનેટ અયસ્કના ઉષ્મીય વિઘટનને દર્શાવે છે (કેલ્સિનેશન).
વિકલ્પ $D$ ડોલોમાઈટના ઉષ્મીય વિઘટનને દર્શાવે છે (કેલ્સિનેશન).
વિકલ્પ $B$ માં સલ્ફાઈડ અયસ્કની ઓક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે,જેને રોસ્ટિંગ (ભૂંજન) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,જે પ્રક્રિયા કેલ્સિનેશનને વ્યાખ્યાયિત કરતી નથી તે $B$ છે.