निम्नलिखित में से कौन सी विधि तांबा, जस्ता और चांदी जैसी धातुओं को परिष्कृत करने के लिए उपयोग की जाती है?

Question

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The correct answer is C: वैद्युत-अपघटनी परिष्करण (Electrolytic refining). वैद्युत-अपघटनी परिष्करण (Electrolytic refining) कच्चे धातुओं से उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने के लिए सबसे सामान्य औद्योगिक विधि है। इसमें एक वैद्युत-अपघटनी सेल का उपयोग किया जाता है जहाँ अशुद्ध धातु एनोड (anode) के रूप में कार्य करती है और शुद्ध धातु की एक पट्टी कैथोड (cathode) के रूप में कार्य करती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
वैद्युत-अपघटनी परिष्करण (Electrolytic refining) कच्चे धातुओं से उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने के लिए सबसे सामान्य औद्योगिक विधि है। इसमें एक वैद्युत-अपघटनी सेल का उपयोग किया जाता है जहाँ अशुद्ध धातु एनोड (anode) के रूप में कार्य करती है और शुद्ध धातु की एक पट्टी कैथोड (cathode) के रूप में कार्य करती है।

Working Principle: विद्युत अपघटन के दौरान, एनोड से अशुद्ध धातु आयनों के रूप में इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाती है: $M \rightarrow M^{n+} + ne^-$। साथ ही, इलेक्ट्रोलाइट से शुद्ध धातु की एक बराबर मात्रा कैथोड पर जमा हो जाती है: $M^{n+} + ne^- \rightarrow M$। उत्कृष्ट धातुओं जैसी अशुद्धियाँ एनोड के नीचे 'एनोड पंक' (anode mud) के रूप में जमा हो जाती हैं।

Key Formulas: $M_{(s)} \rightarrow M^{n+}_{(aq)} + ne^-$ — एनोड पर ऑक्सीकरण; $M^{n+}_{(aq)} + ne^- \rightarrow M_{(s)}$ — कैथोड पर अपचयन

Key Points: इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर उस धातु के लवण का जलीय घोल होता है जिसे परिष्कृत किया जा रहा है।; 99.99% शुद्धता प्राप्त करने के लिए तांबा, जस्ता और चांदी को आमतौर पर इस तकनीक का उपयोग करके परिष्कृत किया जाता है।; कम अभिक्रियाशील अशुद्धियाँ एनोड पंक के रूप में जमा हो जाती हैं, जबकि अधिक अभिक्रियाशील अशुद्धियाँ घोल में ही बनी रहती हैं।

Advantages: उच्च शुद्धता स्तर प्राप्त होता है; एनोड पंक से मूल्यवान उत्कृष्ट धातु अशुद्धियों (जैसे, सोना, चांदी) की पुनः प्राप्ति

Disadvantages: ऊर्जा-गहन प्रक्रिया; बिजली की खपत के कारण महंगी

Applications: ब्लिस्टर कॉपर का परिष्करण; अयस्कों से निकाली गई चांदी और सोने का शुद्धिकरण

Additional Info: तांबा परिष्करण के लिए, अम्लीकृत कॉपर सल्फेट ($CuSO_4 + H_2SO_4$) का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है।. विकल्प A (आसवन) का उपयोग जस्ता और पारा जैसी कम क्वथनांक वाली धातुओं के लिए किया जाता है। विकल्प B (निष्कर्षण) अयस्कों से धातु प्राप्त करने के लिए एक व्यापक शब्द है। विकल्प D (प्रगलन) गर्मी और अपचायक एजेंट का उपयोग करके एक अपचयन प्रक्रिया है।

Answer: C सही है — वैद्युत-अपघटनी परिष्करण बिजली का उपयोग करके धातु आयनों को एक अशुद्ध एनोड से शुद्ध कैथोड में स्थानांतरित करता है, जिससे उच्च शुद्धता वाली धातु जमा होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: ऑक्सीकरण एनोड पर होता है (एनोड/ऑक्सीकरण दोनों स्वर से शुरू होते हैं) और अपचयन कैथोड पर होता है (कैथोड/अपचयन दोनों व्यंजन से शुरू होते हैं)।

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Option A: आसवन (Distillation)

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Option B: निष्कर्षण (Extraction)

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Option D: प्रगलन (Smelting)

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