ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન - ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ

ધાતુના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુ મેળવવા જુદી જુદી રિડક્શન પ્રક્રિયાઓ કઈ કઈ છે તે જોયીયે કાચી ધાતુમાંથી ધાતુના નિસ્કર્ષણ કરવા માટેના તબ્બકાવોને જોવાનું ચાલુ રાખીયે ધાતુના નિસ્કર્ષણ માટેના ચાર જુદા જુદા તબ્બકાવો આ પ્રમાણે છે આપણે પહેલા અને બીજા તબ્બકાવો વિશે વાત કરી ગયા છીએ પહેલો તબ્બકો જે અયસ્કોની સમૃદ્ધિ છે સામાન્ય રીતે પ્રથમ તબ્બકામ કાચી ધાતુ લઈએ છીએ અને તેનો વિઘટન નાના ટુકળાવોમાં કરીયે છીએ જેમાંથી અસુધ્ધિયોને દૂર કરીને આપણે ધાતુના સંયોજનોને પ્રાપ્ત કરીયે છીએ હવે જો આ ધાતુના સંયોજનો કાર્બોનેટ અથવા સલ્ફાઈડના સ્વરૂપમાં હોય તો સૌપ્રથમ આપણે તેને ધાતુના ઓક્સાઈડમાં ફેરવીએ છીએ કારણકે ધાતુના ઓસાઈડમાંથી ધાતુ મેળવવી ખુબજ સરળ છે આપણે જોય ગયા હતા કે ધાતુના સ્વરૃપોજો સલ્ફેઇડ સ્વરૂપમાં હોય તો આપણે ધાતુના ઓક્સાઈડ મેળવવા ભૂંજન એટલકે રોસ્ટિન્ગનો ઉપયોગ કરીયે છીએ અને જો ધાતુના સ્વરૂપો કાર્બોનેટના સ્વરૂપે હોય તો ધાતુના ઓક્સાઈડ મેળવવા કેલ્સીનેસનનો ઉપયોગ થાય છે હવે આપણે તેના પછીના તબ્બકા વિશે વાત કરીશું જે ધાતુનું રીડકશન છે બીજા તબીબક પછી આપણને ધાતુના ઓક્સાઈડ મળે છે હવે આપણે તેમાંથી ધાતુનું નિસ્કર્ષણ કરવાનું છે એટલેકે ઓક્સીજનને દૂર કરવાનો છે અને જયારે આપણે ઓક્સીજનને દૂર કરીયે ત્યારે તેને રીડક્સન કહેવાય ઉદાહરણ તરીકે આપણી પાસે ધાતુના એવા ઓક્સાઈડ છે જે ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મક છે જેમકે મરકયુરિક ઓક્સાઈડ અને સિલ્વર ઓક્સાઈડ જો તમને સક્રિયતાની શ્રેણી યાદ હોય તો અહીં આ બંને ધાતુ સૌથી અંતમાં આવે છે પારો અને સિલ્વર આમ આ ધાતુઓ ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક હોય છે તેમના ઓક્સાઈડ સ્થાય હોતા નથી જો આપણે તેમના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુ મેળવવી હોય તો આપણે ફક્ત તેને ગરમ કરવાની જરૂર છે જો આપણે ફક્ત તેને ઉષ્મા ઉર્જા આપીયે તો આ ઓક્સાઈડનું વિઘટન થાય છે પરિણામે આપણને ધાતુ મળે છે અને ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત થાય છે આમ જે ધાતુઓ ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક હોય તેમને ફક્ત ગરમ કરવાની જરૂર છે પરિણામે આપણે ધાતુના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુનું નિસ્કર્ષણ કરી શકીયે છીએ હવે જે ધાતુઓ મધ્યમાં પ્રતિક્રિયાત્મક છે તેના વિશે વાત કરીયે એવી ધાતુઓ ઉદાહરણ તરીકે ઝીંક મેન્ગેનીઝ અને આયર્ન છે આ બધીજ ધાતુઓ શક્રિયતા શ્રેણીમાં મધ્યમાં આવેલી છે માટે અપને તેને માધ્યમ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓ કહીશું હવે જો આપણે આ ધાતુઓનું નિસ્કર્ષણ કરવું હોય તો તેને ફક્ત ગરમ કરી શકાશે નહિ પરંતુ આપણે અહીં વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનો ઉપહોય કરવો પડશે જો આપણે આ ધાતુના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુને મેળવવા હોય તો તેની પ્રર્કિયા વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ સાથે કરવી પડે વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક તત્વ ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મક તત્વનું તેના સંયોજન માંથી વિસ્થાપન કરે છે જેને આપણે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહીયે છીએ તો આપણે ઝીંક ઓક્સાઈડની પ્રક્રિયા કરબન સાથે કરીશું શક્રિયતા શર્લીમાં કાર્બન ઝિન્કની ઉપર આવેલું છે એટલેકે કાર્બન વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે તે ઝિન્કનું વિસ્થાપન કરશે અને પરિણામે આપણે કાર્બન મોનોક્સાઈડ મળે તેની પ્રક્રિયા કંઈક આ પ્રમાણે આવે કાર્બન એ ખુબજ સારો રીડકશન કરતા છે તેને જુદા જુદા તત્વ પાસેથી ઓક્સિજન લાય લેવો ઘણું પસંદ છે જેમકે ઝીંક ઓકસાઇઓંડ પાસેથી પરિણામે આપણને ઝીંક ધાતુ મળે છે અહીં ઝિન્કનું રીડકશન થાય છે હવે જો આપણે મેન્ગેનીઝ ડાયોક્સાઈડની વાત કરીયે તો આપણે તેની પ્રક્રિયા એલ્યૂમિનિયમ સાથે કરીશું શક્રિયતાંતણી શ્રેણીમાં એલ્યૂમિનિયમ મેંગેનીઝની ઉપર છે માટે એલ્યૂમિનિયમ વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે એલ્યૂમિનિયમ મૅન્ગેનીઝનું રીડકશન કરશે તે પ્રક્રિયા કંઈક આ પ્રમાણે આવે પરિણામે આપણને મેન્ગેનીઝ ધાતુ મળે છે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઘણી બધી ઉષ્મા મુક્ત થાય છે પરિણામે આપણને જે મેન્ગેનીઝ ધાતુ મળે છે તે પ્રવાહી અવસ્થામાં હોય છે તેવીજ રીતે આયર્ન ઓક્સાઈડમાંથી આયર્ન મેળવવા આપણે તેની પ્રક્રિયા એલ્યૂમિનિયમ સાથે કરાવીશું પરિમાને આપણને આયન મળશે અહીં પણ ઘણી બધી ઉષ્મા ઉત્ત્પન થાય છે જેના કારણે આ આયર્ન પીગળી જાય છે અને તે આપણને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં મળે છે આ પ્રકારની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ રેલવેના પાટાના વેલ્ડીંગમાં થાય છે આ પ્રક્રિયા મૉટે ભાગે થતા હોવાને કારણે આપણે તેને નામ પણ આપ્યું છે આપણે તેન થર્મીટ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખીયે છીએ તો અત્યાર સુધી આપણે જોય ગયા કે ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક અને માધ્યમ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓનું રીડકશન કઈ રીતે કરી શકાય હવે આપણે એ જોયશું કે વધારે પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓનું રીડકશન કઈ રીતે કરવું વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓના ઉદાહરણ આ પ્રમાણે છે સોડિયમ કેલ્શિયમ મેગ્નેસિયમ અને એલ્યૂમિનિયમ આ ધાતુઓ ખુબજ વધારે પ્રતિક્રિયાત્મક છે એટલેકે તેવો ખુબજ વધારે સ્થાય હોય છે આ ધાતુના સંયોજનનો એકબીજાથી પ્રબળ બંધથી જોડાયેલા હોય છે તેથી આ થતુઓનું રીડક્સન કરવું ખુબજ મુશ્કેલ છે આપણે તેને ગરમ કરીને અથવા તેમની પ્રક્રિયા કાર્બન કે એલ્યૂમિનિયમ સાથે કરીને તેમનું રીડકશન કરી શકીયે નહિ તેના માટે આપણે વિધુતનો ઉપયોગ કરવો પડે ધારોકે મારી પાસે એલ્યૂમિનિયમનું સંયોજન છે એલ્યૂમિનિયમ ઓક્સાઈડ હવે મારે આ એલ્યૂમિનિયમનું રીડકશન કરવું છે એટલકે મારે તેમાંથી ઓક્સીજનને દૂર કરવું છે તો તેના માટે હુ તેમાંથી વિધુત ઉર્જા પ્રસાર કરીશ જેના કારણે આ બંને અલગ થઈ જશે તેના માટે આપણે એક ઉદારણ જોયીયે સૌપ્રથમ હું એક પાત્રમાં એલ્યૂમિનિયમ ઓક્સાઈડને પીગળેલી અવસ્થામાં લઈશ હું તેને પ્રવાહી અવસ્થામાં લઈશ તેનું કારણ એ છે કે જયારે હું તેમાંથી વિધુત પ્રસાર કરીશ તો એલ્લુમિયાંમનું ઓક્સાઈડનું વિભાજન તેના આયનોમાં થશે આયર્નનો પ્રવાહીમાં સરળતાથી વાહન કરી શકે હવે તેમાંથી વિધુત પ્રવાહને પસાર કરવા હું તેમાં વિધુત ધ્રુવ મુકીશ જેને બેટરી સાથે જોડવામાં આવ્યા છે અહીં આ ધન વિધુત ધ્રુવ છે અને આ ઋણ વિધુત ધ્રુવ છે હવે જયારે હું તેમાંથી વિધુતને પ્રસાર કરીશ ત્યારે આ એલ્યૂમિનિયમ ઓક્સાઈડનું વિભાજન તેના આયનનોમાં થશે તેના કારણે આપણને એલ્યૂમિનિયમ પ્લસ થ્રિ આયર્ન તેમજ O માઈનસ ૨ આયર્ન મળશે હવે આ જે એલ્યૂમિનિયમનો ધન આયર્ન છે તે ઋણ વિધુત ધ્રુવ તરફ આકર્ષાય એલ્યૂમિનિયમનનાં આયાને ત્રણ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે તે આ ૩ ઇલેક્ટ્રોન આ ઋણ વિધુત પાસેથી મેળવે છે પરિમાને તેનું રૂપાંતરણ એલ્યૂમિનિયમના પરમાણુમાં થાય જેના કારણે એલ્યૂમિનિયમના પરમાણુ આ ઋણ વિધુત ધ્રુવ આગળ જમા થશે કંઈક આ પ્રમાણે તેવીજ રીતે આ ઓકસીજનનો આયર્ન ધન વિધુત તરફ આકર્ષાય તે અહીં આ વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન ધન વિધુત ધ્રુવને દાન કરે પરિણામે આપણને ઓક્સિજનનો પરમાણુ મળે અને આ ઓક્સિજનના પરમાણુ બીજા પરમાણુ સાથે સંયોજાયને ઓસીઝનનો અણુ બનાવે જે કંઈક આ પ્રમાણે આવશે આ રીતે ત્યાર બાદ આ ઓક્સિજનનો વાયુ દ્રાવણમાંથી પરપોટા સ્વરૂપે બહાર નીકળે આ રીતે આપણે વિધુત પ્રવાહ પસાર કરીને એલ્યૂમિનિયમના સંયોજનનો વિભાજન એલ્યૂમિનિયમ ધાતુમાં અને ઓક્સિજન વાયુમાં કરી શકીયે હવે હું તમને એક બીજું ઉદાહરણ આપીશ આપણે સોડિયમનું સંયોજન લઈએ આપણે અહીં સોડિયમ ક્લોરાઈડ એટલેકે NACL લઈશું આપણે અહીં પણ સોડિયમનું રીડકશન કરવા તેમાંથી વિધુત પ્રવાહને પસાર કરીશું પરંતુ સૌપ્રથમ મારે આ સોડિયમ ક્લોરાઈડને પીગળવું પડશે મારે તેને પ્રવાહી અવસ્થામાં લાવવું પડશે અને જયારે હું તેમાંથી વિધુત પ્રવાહને પસાર કરીશ તેના આયનોમાં વિભાજીત થાય અહીં સોડિયમ ક્લોરાઈડનું વિભાજન થઈને મને સોડિયમ આયર્ન તેમજ ક્લોરીન આયર્ન મળે છે હવે આ સોડિયમ આયર્ન ઋણ વિધુત ધ્રુવ તરફ આકર્ષણ પામે ઋણ વિધુત ધ્રુવને આપણે કેથોડ પણ કહી શકીયે કેથોડ અહીં સોડિયમની ધન આયર્ન એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે પરિણામે તેનું રૂપાંતરણ સોડિયમના પરમાણુમાં થાય છે સોડિયમના પરમાણુ આ કેથોડ પાર જમા થાય છે તેવીજ રીતે આ ક્લોરિનનો આયર્ન ધન વિધુત ધ્રુવ તરફ આકર્ષાય છે જેને આપણે એનોડ કહીયે છીએ અહીં ક્લોરિનનો આયર્ન એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ક્લોરિનના પરમાણુમાં રૂપાંતરિત થાય છે ક્લોરિનનો પરમાણુ સ્થાય હોતો નથી પરિમાને બે ક્લોરિનના આયર્ન એક સાથે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે તેથી આપણને ક્લોરિનનો અણુ મળે છે અહીં બે ઇલેક્ટ્રોન મળશે આમ વધારે પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓના સંયોજનના રીડક્સન માટે આપણે વિધુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીયે છીએ તેથીજ આ પ્રકરની પ્રક્રિયાનો વિધુતવિભાજનીય રીડક્સન વિધુતવિભાજનીય રીડક્સન એટલેકે એલેકટ્રોલિટી રીડક્સન કહેવામાં આવે છે હવે આપણે આ વિડીઓમાં જે જોય ગયા તેનું ઝડપથી પુનરાવર્તન કરી લઈએ ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુના સંયોજનોના રીડકશન માટે આપણે તેમને ગરમ કરીયે છીએ માધ્યમ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓના સંયોજનોના રીડકશન માટે આપણે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અથવા રીડકશન કર્તાનો ઉપયોગ કરીયે છીએ તેવીજ રીતે વધારે પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુઓના રીડક્સન માટે આપણે વિધુતવિભાજનીય રીડક્સનનો ઉપયોગ કરીયે છીએ તો આમ આપણે અહીં સુધી કાચી ધાતુમાંથી ધાતુને મેળવી આપણે કાચી ધાતુથી સરુવાત કરી જેમાં આપણે ધાતુના સંયોજનોને અસુધ્ધિયોથી દૂર કરીયે છીએ ત્યાર બાદ આપણે આ ધાતુના સંયોજનોને ધાતુના ઓક્સાઈડમાં ફેરવયે છીએ ત્યાર બાદ આપણે ધાતુના ઓક્સાઈડનું રીડકશન કરીને તેમાંથી ધાતુ મેળવીયે છીએ પરન્ત ઉત્પ્પનને અહીંથી જે ધાતુ મળે છે તે ૯૯.૯૯% શુદ્ધ હોતી નથી તેમાં હજુ પણ કેટલીક અસુધ્ધિયો કેટલાક રસાયણો હોય છે જેને આપણે દૂર કરવાની જરૂર છે તેથી આપણે ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ કરીયે છીએ આપણે આ શુદ્ધિકરણની પ્રક્રિયા વિશે પછીના વિડીઓમાં વાત કરીશું