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निम्नलिखित में से किस तत्व को विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा निष्कर्षण किया जाता है?
Zn
Fe
Pb
Na
Na
सोडियम (Na) अत्यधिक अभिक्रियाशील क्षार धातु है जो विद्युत रासायनिक श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित है। अत्यधिक ऋणात्मक मानक अपचयन विभव के कारण, इसे पारंपरिक रासायनिक अपचयन (जैसे कार्बन अपचयन) द्वारा निष्पादित नहीं किया जा सकता है और इसे इसके पिघले हुए क्लोराइड या हाइड्रॉक्साइड के विद्युत अपघटनी अपचयन के माध्यम से ही निष्कर्षित किया जाना चाहिए।
सोडियम (Na) अत्यधिक अभिक्रियाशील क्षार धातु है जो विद्युत रासायनिक श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित है। अत्यधिक ऋणात्मक मानक अपचयन विभव के कारण, इसे पारंपरिक रासायनिक अपचयन (जैसे कार्बन अपचयन) द्वारा निष्पादित नहीं किया जा सकता है और इसे इसके पिघले हुए क्लोराइड या हाइड्रॉक्साइड के विद्युत अपघटनी अपचयन के माध्यम से ही निष्कर्षित किया जाना चाहिए।
इसके यौगिकों से कार्बन का उपयोग करके सोडियम निकालने की कोशिश करना औद्योगिक सुपरग्लू को गर्म पानी से चिपकाने जैसा है—बंध बहुत मजबूत होता है, इसलिए परमाणुओं को अलग करने के लिए आपको उच्च ऊर्जा वाले विद्युत झटके (विद्युत अपघटन) की आवश्यकता होती है।
'ACID' को अपचयन के लिए याद रखें: Active metals Cause Intense Demands (सक्रिय धातुएँ जैसे Na, K, Ca, Mg को विद्युत अपघटनी अपचयन की आवश्यकता होती है)।
Na++e−→Na — कैथोड पर अपचयन
2Cl−→Cl2+2e− — एनोड पर ऑक्सीकरण
ΔG>0Na_2O$ के कार्बन अपचयन के लिए
सोडियम के विद्युत अपघटनी अपचयन में (आमतौर पर डाउन प्रक्रिया द्वारा, जिसमें गलनांक कम करने के लिए पिघले हुए सोडियम क्लोराइड को कैल्शियम क्लोराइड के साथ मिलाया जाता है), पिघला हुआ NaCl विद्युत अपघटन से गुजरता है। कैथोड पर, सोडियम आयन इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके तरल सोडियम धातु बनाते हैं (Na++e−→Na), जबकि एनोड पर, क्लोराइड आयन ऑक्सीकृत होकर क्लोरीन गैस बनाते हैं (2Cl−→Cl2+2e−)।
सोडियम अत्यधिक अभिक्रियाशील धातु है जिसे अभिक्रियाशीलता श्रेणी में शीर्ष के निकट रखा गया है।
कार्बन अपचयन का उपयोग नहीं किया जा सकता क्योंकि सोडियम की ऑक्सीजन और क्लोरीन के प्रति बंधुता कार्बन की तुलना में बहुत अधिक होती है।
गलनांक को कम करने के लिए कैल्शियम क्लोराइड युक्त गलित सोडियम क्लोराइड (Na Cl) का विद्युत अपघटन किया जाता है।
जिंक (Zn), आयरन (Fe), और लेड (Pb) मध्यम रूप से अभिक्रियाशील होते हैं और कार्बन के साथ प्रगलन करके निष्कर्षित किए जाते हैं।
उच्च शुद्धता वाली क्षार और क्षारीय मृदा धातुओं का उत्पादन करता है।
उन तत्वों के निष्कर्षण की अनुमति देता है जिन्हें रासायनिक रूप से अपचयित नहीं किया जा सकता है।
विद्युत ऊर्जा की विशाल मात्रा की खपत होती है।
लवणों को गलित रखने के लिए उच्च परिचालन तापमान की आवश्यकता होती है।
सोडियम (Na) और पोटेशियम (K) का व्यावसायिक उत्पादन।
हॉल-हेराउल्ट प्रक्रिया के माध्यम से एल्यूमीनियम (Al) जैसी सक्रिय धातुओं का उत्पादन।
| Feature | सोडियम | अन्य |
|---|---|---|
अभिक्रियाशीलता | उच्च (Na) | मध्यम (Zn, Fe, Pb) |
निष्कर्षण विधि | विद्युत अपघटनी अपचयन | कार्बन अपचयन (प्रगलन) |
विकल्प A (Zn): जिंक को इसके सल्फाइड अयस्क के भर्जन के बाद कार्बन अपचयन (या विद्युत अपघटनी परिष्करण) द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।
विकल्प B (Fe): आयरन को कार्बन मोनोऑक्साइड अपचयन का उपयोग करके वात्या भट्टी में निष्कर्षित किया जाता है।
विकल्प C (Pb): लेड को गैलेना (PbS) के भर्जन और कार्बन द्वारा अपचयन या स्व-अपचयन द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।
विकल्प D (Na): सोडियम सही उत्तर है क्योंकि इसके लिए विद्युत अपघटनी अपचयन की आवश्यकता होती है।
D सही है — सोडियम (Na) एक अत्यधिक अभिक्रियाशील धातु है जिसे पिघले हुए सोडियम क्लोराइड के विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।