सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुएं, जैसे लोहा (iron) और जस्ता (zinc), आमतौर पर किसके द्वारा निष्कर्षित क

Question

सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुएं, जैसे लोहा (iron) और जस्ता (zinc), आमतौर पर किसके द्वारा निष्कर्षित की जाती हैं:

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is B: कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ उनके ऑक्साइड का अपचयन (reduction). सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुएं (जैसे Fe, Zn, Pb) मध्यम रूप से अभिक्रियाशील होती हैं और प्राकृतिक रूप से सल्फाइड या कार्बोनेट के रूप में पाई जाती हैं। इन अयस्कों को पहले भर्जन (roasting) या निस्तापन (calcination) द्वारा ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, और उसके बाद शुद्ध धातु निकालने के लिए कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग करके रासायनिक अपचयन किया जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुएं (जैसे Fe, Zn, Pb) मध्यम रूप से अभिक्रियाशील होती हैं और प्राकृतिक रूप से सल्फाइड या कार्बोनेट के रूप में पाई जाती हैं। इन अयस्कों को पहले भर्जन (roasting) या निस्तापन (calcination) द्वारा ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, और उसके बाद शुद्ध धातु निकालने के लिए कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग करके रासायनिक अपचयन किया जाता है।

Working Principle: यह सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि कार्बन एक निश्चित तापमान पर सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुओं की तुलना में एक मजबूत अपचायक है। प्रगलन (smelting) प्रक्रिया के दौरान, कार्बन (कोक) धातु ऑक्साइड से ऑक्सीजन को हटा देता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड ($CO_2$) या कार्बन मोनोऑक्साइड ($CO$) बनती है और पीछे पिघली हुई धातु रह जाती है।

Key Formulas: $ZnO + C \rightarrow Zn + CO$; $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$

Key Points: ऊपरी स्तर की धातुएं (Na, K, Ca) को विद्युत अपघटन की आवश्यकता होती है क्योंकि वे अत्यधिक अभिक्रियाशील होती हैं।; निचले स्तर की धातुएं (Au, Ag) अक्सर मुक्त अवस्था में पाई जाती हैं।; भर्जन (सल्फाइड के लिए) और निस्तापन (कार्बोनेट के लिए) आवश्यक पूर्व-उपचार चरण हैं।; कार्बन अपचयन किफायती है और ब्लास्ट फर्नेस में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

Advantages: कार्बन सस्ता है और कोक के रूप में आसानी से उपलब्ध है।; औद्योगिक ब्लास्ट फर्नेस में यह अभिक्रिया ऊष्मीय रूप से कुशल होती है।

Disadvantages: इसका उपयोग एल्युमिनियम जैसी अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुओं के लिए नहीं किया जा सकता क्योंकि उनकी ऑक्सीजन के प्रति बंधुता (affinity) कार्बन की तुलना में अधिक होती है।; यह महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन ($CO_2$) उत्पन्न करता है।

Applications: ब्लास्ट फर्नेस में लोहे का उत्पादन।; जस्ता अयस्कों का प्रगलन।

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि धातु ऑक्साइड स्थिर होते हैं और उन्हें बाहरी ऊर्जा/अपचायक की आवश्यकता होती है।. विकल्प C उच्च अभिक्रियाशीलता वाली धातुओं जैसे Na, Mg, Ca के लिए है जिनकी ऑक्सीजन के प्रति बंधुता बहुत अधिक होती है।. विकल्प D का उपयोग आमतौर पर जल-धातुकर्म (hydrometallurgy) या धातुओं को शुद्ध करने के लिए किया जाता है, न कि मध्यम अभिक्रियाशील अयस्कों के प्राथमिक निष्कर्षण के लिए।

Answer: B सही है — सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुओं को कार्बन का उपयोग अपचायक के रूप में करके उनके धातु ऑक्साइड के अपचयन द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।

Exam Tip: अभिक्रियाशीलता क्रम को हमेशा याद रखें: कार्बन केवल अपने नीचे आने वाली धातुओं को ही अपचयित कर सकता है; अपने ऊपर आने वाली धातुओं के लिए, विद्युत अपघटनी अपचयन का उपयोग करें।

Examoogle · Answer

Option A: बिना किसी अपचायक (reducing agent) के केवल गर्म करके

Examoogle · Answer

Option C: पिघले हुए लवणों का विद्युत अपघटन (electrolysis)

Examoogle · Answer

Option D: जलीय विलयन से विस्थापन

Correct Answer

Discussion (0)

Correct Answer

Related Questions

Discussion (0)