तांबे जैसी धातुओं के विद्युत अपघटनी शोधन (electrolytic refining) के लिए कौन सी तकनीक व्यापक रूप से उपयोग की जा

Question

तांबे जैसी धातुओं के विद्युत अपघटनी शोधन (electrolytic refining) के लिए कौन सी तकनीक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है?

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The correct answer is C: विद्युत अपघटनी शोधन (Electrolytic refining). विद्युत अपघटनी शोधन (Electrolytic refining) वह प्रक्रिया है जिसका उपयोग अशुद्ध धातु के ब्लॉकों से उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसमें एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से अशुद्ध एनोड से शुद्ध कैथोड तक धातु आयनों को स्थानांतरित करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
विद्युत अपघटनी शोधन (Electrolytic refining) वह प्रक्रिया है जिसका उपयोग अशुद्ध धातु के ब्लॉकों से उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसमें एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से अशुद्ध एनोड से शुद्ध कैथोड तक धातु आयनों को स्थानांतरित करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है।

Working Principle: तांबे के विद्युत अपघटनी शोधन में, एक अशुद्ध तांबे का ब्लॉक एनोड के रूप में कार्य करता है, और शुद्ध तांबे की एक पतली पट्टी कैथोड के रूप में कार्य करती है। जब अम्लीकृत कॉपर सल्फेट ($	ext{CuSO}_{4}$) के जलीय घोल से दिष्ट धारा (direct current) प्रवाहित की जाती है, तो अशुद्ध एनोड से तांबा $	ext{Cu}^{2+}$ आयनों के रूप में इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाता है। ये आयन फिर कैथोड की ओर बढ़ते हैं, जहाँ वे इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं और शुद्ध तांबे की धातु के रूप में जमा हो जाते हैं, जबकि अशुद्धियाँ 'एनोड मड' के रूप में नीचे बैठ जाती हैं।

Key Formulas: $	ext{Anode: } 	ext{Cu} ightarrow 	ext{Cu}^{2+} + 2e^{-}$ — ऑक्सीकरण अभिक्रिया; $	ext{Cathode: } 	ext{Cu}^{2+} + 2e^{-} ightarrow 	ext{Cu}$ — अपचयन अभिक्रिया

Key Points: इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर कॉपर सल्फेट और तनु सल्फ्यूरिक एसिड का मिश्रण होता है।; कम अभिक्रियाशील अशुद्धियाँ (जैसे सोना, चांदी, प्लैटिनम) एनोड के नीचे एनोड मड के रूप में जमा हो जाती हैं।; शुद्ध धातु कैथोड पर जमा हो जाती है।; यह विधि तांबा, जस्ता और निकल जैसी धातुओं के शोधन के लिए अत्यधिक कुशल है।

Advantages: उच्च शुद्धता वाली धातु (99.99\% तक) उत्पन्न करती है।; कीमती धातु की अशुद्धियों (एनोड मड) को पुनः प्राप्त करने की अनुमति देती है।

Disadvantages: अधिक बिजली की खपत इसे एक महंगी प्रक्रिया बनाती है।; रासायनिक कचरे और जहरीले इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के सावधानीपूर्वक प्रबंधन की आवश्यकता होती है।

Applications: ब्लिस्टर कॉपर का उच्च-शुद्धता वाले इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर में शोधन।; इलेक्ट्रॉनिक्स और विद्युत तारों में उपयोग की जाने वाली धातुओं का निष्कर्षण और शुद्धिकरण।

Additional Info: भर्जन (विकल्प A) का उपयोग सल्फाइड अयस्कों को ऑक्साइड में बदलने के लिए किया जाता है।. निस्तापन (विकल्प B) का उपयोग हवा की अनुपस्थिति में कार्बोनेट अयस्कों के लिए किया जाता है।. आसवन (विकल्प D) का उपयोग जस्ता या पारा जैसी वाष्पशील धातुओं के लिए किया जाता है।

Answer: C सही है — विद्युत अपघटनी शोधन विद्युत अपघटनी निक्षेपण (electrolytic deposition) के माध्यम से उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने की मानक औद्योगिक विधि है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि 'एनोड मड' में सोना और चांदी जैसी सबसे महंगी अशुद्धियाँ होती हैं; यह तांबे के शोधन के उपोत्पाद (byproduct) के संबंध में प्रतियोगी परीक्षाओं का एक पसंदीदा विषय है।

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Option A: भर्जन (Roasting)

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Option B: निस्तापन (Calcination)

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Option D: आसवन (Distillation)

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