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UP Board class 12 Chemistry Chapter 6. तत्वों के निष्कर्षण के सिद्धांत एवं प्रक्रम Hindi Medium Notes - PDF

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अध्याय 6: तत्वों के निष्कर्षण के सिद्धांत एवं प्रक्रम

1. भूमिका

  • धातुएँ प्रकृति में शुद्ध अवस्था में नहीं पाई जातीं हैं (प्लैटिनम, सोना, सिल्वर आदि कुछ अपवाद हैं)।
  • वे मुख्य रूप से विभिन्न स्थलों (ऑक्साइड, सल्फाइड, कार्बोनेट, सिलिकेट आदि) के रूप में पाई जाती हैं।
  • इन स्थलों से धातु को प्राप्त करने की प्रक्रिया को निष्कर्षण (Extraction) कहते हैं।

2. निष्कर्षण के मुख्य चरण

धातु निष्कर्षण की प्रक्रिया में मुख्य रूप से तीन चरण होते हैं:

  • अयस्क का सांद्रण (Concentration of the Ore)
  • धातु का अपचयन (Reduction of Metal)
  • धातु का परिष्करण (Purification of Metal)

3. अयस्क का सांद्रण

अयस्क से गैंग (अशुद्धियों) को हटाने की प्रक्रिया। मुख्य विधियाँ हैं:

  • भर्जन (Roasting): सल्फाइड अयस्क को वायु की उपस्थिति में गर्म करना। उदाहरण: 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
  • निस्तापन (Calcination): कार्बोनेट अयस्क को वायु की अनुपस्थिति में गर्म करना। उदाहरण: ZnCO3 → ZnO + CO2
  • फेन प्लवन विधि (Froth Floatation Process): सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए प्रयुक्त होती है।
  • चुम्बकीय पृथक्करण (Magnetic Separation): चुम्बकीय गुणों के आधार पर पृथक्करण।

4. धातु का अपचयन

सांद्रित अयस्क से धातु प्राप्त करना। अपचयन की विधि धातु की प्रकृति पर निर्भर करती है।

विभिन्न धातुओं का अपचयन:

  • अत्यधिक क्रियाशील धातुएँ (जैसे Na, K, Ca, Mg, Al): विद्युत-अपघटनी अपचयन द्वारा।
  • मध्यम क्रियाशील धातुएँ (जैसे Zn, Fe, Pb, Sn): कार्बन (कोक) द्वारा अपचयन। उदाहरण: ZnO + C → Zn + CO
  • कम क्रियाशील धातुएँ (जैसे Hg, Cu): केवल गर्म करने पर ही अपचयित हो जाती हैं। उदाहरण: 2HgS + 3O2 → 2HgO + 2SO2; फिर 2HgO → 2Hg + O2

5. धातु का परिष्करण

अशुद्ध धातु को शुद्ध करने की प्रक्रिया। मुख्य विधियाँ:

  • विद्युत-अपघटनी परिष्करण (Electrolytic Refining): ताँबा, जिंक, टिन, एल्युमिनियम आदि के परिष्करण के लिए प्रयुक्त।
  • वाष्पीकरण परिष्करण (Liquation): कम गलनांक वाली धातुओं जैसे टिन, सीसा के लिए।
  • विभिन्न अपचयन (Zone Refining): अत्यधिक शुद्ध धातुएँ (जैसे सिलिकॉन, जर्मेनियम) प्राप्त करने के लिए।
  • वर्णलेखिकी (Chromatography): दुर्लभ धातुओं के शुद्धिकरण के लिए।

6. महत्वपूर्ण अवधारणाएँ

  • गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG) और ईलिंगम आरेख: यह आरेख बताता है कि किस तापमान पर किस धातु के ऑक्साइड का अपचयन संभव है।
  • प्रगलन (Smelting): भर्जन के बाद धातु को कोक के साथ गलाना।
  • धातुकर्म (Metallurgy): अयस्क से धातु के निष्कर्षण का सम्पूर्ण विज्ञान।

7. एल्युमिनियम का निष्कर्षण (बॉक्साइट अयस्क से)

  • बेयर प्रक्रम द्वारा शुद्ध Al2O3 प्राप्त करना।
  • क्रायोलाइट (Na3AlF6) की उपस्थिति में विद्युत-अपघटन द्वारा अपचयन।

8. ताँबे का निष्कर्षण (क्यूप्राइट अयस्क से)

  • भर्जन, प्रगलन और बेस्सीमरीकरण द्वारा अशुद्ध ताँबा (ब्लिस्टर कॉपर) प्राप्त करना।
  • विद्युत-अपघटनी परिष्करण द्वारा शुद्ध ताँबा प्राप्त करना।

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