Gujarat Board | Class 10Th | Chemistry | Model Question Paper & Solution | Chapter – 3 Metals and Non-Metals (ધાતુઓ અને અધાતુઓ)
Gujarat Board | Class 10Th | Chemistry | Model Question Paper & Solution | Chapter – 3 Metals and Non-Metals (ધાતુઓ અને અધાતુઓ)
પ્રક૨ણસાર
- ધાતુઓ (Metals) : ધાતુઓ શુદ્ધ અવસ્થામાં ચળકાટ ધરાવે છે અને સખત હોય છે. તેઓ ટિપાઉપણા અને તણાવપણાનો ગુણ ધરાવે છે. તેઓ ઉષ્મા અને વિદ્યુતના સારા વાહક હોય છે. તેઓનાં ગલનબિંદુ ઊંચાં હોય છે. તેઓ રણકાર (Sonorous) ધરાવે છે.
- અધાતુઓ (Non-metals) : અધાતુઓ ઘન અથવા વાયુ હોય છે. (અપવાદ : બ્રોમિન પ્રવાહી છે.) તેઓ ટિપાઉપણા (Maleability) અને તણાવપણા (Ductility)નો ગુણ ધરાવતા નથી. તેઓ ઉષ્મા અને વિદ્યુતના અવાહક હોય છે. (અપવાદ : ગ્રેફાઇટ સુવાહક છે.) તેમનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચાં હોય છે. (અપવાદ : હીરાનું ગલનબિંદુ ઊંચું છે.)
- ધાતુઓ ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈને ધાતુ-ઑક્સાઇડ બનાવે છે.
- આલ્કલી તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે.
- ધાતુઓ ઍસિડ અને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને H2 વાયુ મુક્ત કરે છે, જ્યારે અધાતુઓ ઍસિડ અને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને H2 વાયુ મુક્ત કરતી નથી.
- ધાતુઓ સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરતી નથી, કારણ કે નાઇટ્રિક ઍસિડ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.
- ધાતુઓને તેમની ક્રિયાશીલતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવતાં સક્રિયતા શ્રેણી મળે છે. શ્રેણીમાં ઉપરનાં તત્ત્વો વધુ સક્રિય હોય છે, જ્યારે નીચેનાં તત્ત્વો ઓછાં સક્રિય હોય છે.
- વધુ સક્રિય ધાતુએ, તેનાથી ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના સંયોજનના દ્રાવણ અથવા પિગલિત સ્વરૂપમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
- ધાતુકર્મવિધિ (Metallurgy) : પૃથ્વીના પોપડામાંથી મળતી ખનિજોમાંથી મળતી ધાતુઓને જુદા જુદા તબક્કાને અંતે પ્રાપ્ત કરવાની વિધિને ધાતુકર્મવિધિ કહે છે.
- આયનીય સંયોજનોના ગુણધર્મો (Properties of ionic compounds) : તેઓ બરડ હોય છે. તેમનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ પ્રમાણમાં ખૂબ ઊંચાં હોય છે. તેઓ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ પેટ્રોલ અને કેરોસીનમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. તેઓ ઘન સ્થિતિમાં ઉષ્મા અને વિદ્યુતના અવાહક હોય છે. પરંતુ જલીય દ્રાવણમાં કે પિગલિત અવસ્થામાં સુવાહક હોય છે.
- ભૂંજન (Roasting) : સલ્ફાઇડયુક્ત કાચી ધાતુને વધુ માત્રામાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ધાતુ-ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે અને બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ દૂર થાય છે, જેને ભૂંજન કહે છે.
- કૅલ્સિનેશન (Calcination) : કાર્બોનેટયુક્ત કાચી ધાતુને મર્યાદિત માત્રામાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ધાતુ-ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે અને બધી બાષ્પશીલ અશુદ્ધિઓ દૂર થાય છે. આ પદ્ધતિને કૅલ્સિનેશન કહે છે.
- અપરરૂપ (Allotrope) : કાર્બનના અપરરૂપોમાં હીરો, ગ્રેફાઈટ અને લેરિન છે.
- મિશ્રધાતુ (Alloy) : બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુના સમાંગ મિશ્રણને મિશ્રધાતુ કહે છે. જેમ કે બ્રાસ, બ્રોન્ઝ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વગેરે.
- ક્ષારણ (Corrosion) : ધાતુઓનું ક્ષયન થવાની ક્રિયાને ધાતુક્ષારણ કહે છે.
પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 1. તત્ત્વોને તેમની વાહકતાના ગુણધર્મને આધારે ઉદાહરણ સહિત વર્ગીકૃત કરો.
ઉત્તર : તત્ત્વોને તેમની વાહકતાના ગુણધર્મને આધારે નીચે મુજબ ત્રણ પ્રકારે વર્ગીકૃત કરી શકાય :
(1) ધાતુ તત્ત્વો : તેઓની વાહકતાનું મૂલ્ય ખૂબ જ વધુ હોય છે. દા. ત., કૉપર (Cu), ઍલ્યુમિનિયમ (Al), સિલ્વર (Ag).
(2) અધાતુ તત્ત્વો : તેઓની વાહકતાનું મૂલ્ય ખૂબ જ ઓછું હોય છે. દા. ત., ઑક્સિજન (O2), નાઇટ્રોજન (N2), ક્લોરિન (Cl2), સલ્ફર (S).
(3) અર્ધધાતુ તત્ત્વો : તેઓની વાહકતાનું મૂલ્ય ધાતુ તત્ત્વો કરતાં ઓછું, પરંતુ અધાતુ તત્ત્વો કરતાં વધુ હોય છે. દા. ત., સિલિકોન (Si), જર્મેનિયમ (Ge).
3.1 ભૌતિક ગુણધર્મો
3.1.1 ધાતુઓ
પ્રશ્ન 2. ધાતુના સામાન્ય ગુણધર્મો લખો.
ઉત્તર : ધાતુના સામાન્ય ગુણધર્મો નીચે પ્રમાણે છેઃ
(1) ધાતુઓ તેમની શુદ્ધ અવસ્થામાં ચળકાટવાળી સપાટી ધરાવે છે.
(2) તે ઓરડાના તાપમાને ઘન (પારા સિવાય) અને સખત હોય છે.
(3) તે તણાવપણા અને ટિપાઉપણાનો ગુણ ધરાવે છે.
(4) તે ઉષ્મા અને વિદ્યુતના સારા વાહક છે.
(5) તેમનાં ગલનબિંદુ ઊંચાં હોય છે.
(6) તે રણકાર (Sonorous) ઉત્પન્ન કરે છે.
3.1.2 અધાતુઓ
પ્રશ્ન 3. અધાતુ તત્ત્વોનાં એવાં ઉદાહરણ આપો કે જે ઘન, વાયુ અને પ્રવાહી સ્વરૂપે જોવા મળે છે?
ઉત્તર : ઘન સ્વરૂપ : કાર્બન, સલ્ફર, આયોડિન
પ્રવાહી સ્વરૂપ : બ્રોમિન
વાયુ સ્વરૂપ : ઑક્સિજન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન
પ્રશ્ન 4. અધાતુ તત્ત્વોના સામાન્ય ગુણધર્મો લખો.
ઉત્તર : અધાતુ તત્ત્વોના સામાન્ય ગુણધર્મો નીચે પ્રમાણે છે :
(1) અધાતુ તત્ત્વો ઘન અથવા વાયુ સ્વરૂપે જોવા મળે છે. અપવાદ : બ્રોમિન પ્રવાહી છે.)
(2) તે ઉષ્મા અને વિદ્યુતનાં અવાહક હોય છે.
(3) તે ટિપાઉપણા અને તણાવપણાનો ગુણ ધરાવતા નથી.
(4) તેનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ પ્રમાણમાં નીચાં હોય છે.
(5 ) તે રણકાર ઉત્પન્ન કરતા નથી.
પ્રશ્ન 5. ધાતુ તત્ત્વો અને અધાતુ તત્ત્વોના અપવાદ લખો.
અથવા
સમજાવો કે, તત્ત્વોનું ફક્ત ભૌતિક ગુણધર્મોના આધારે વર્ગીકરણ કરી શકાય નહિ.
ઉત્તર : ધાતુ તત્ત્વોના અપવાદ : (1) તમામ ધાતુઓ ઓરડાના તાપમાને ઘન હોય છે, પરંતુ પારો પ્રવાહી છે.
(2) સામાન્ય રીતે ધાતુઓનાં ગલનબિંદુ ઊંચાં હોય છે, પરંતુ ગેલિયમ અને સીઝિયમનાં ગલનબિંદુ નીચાં છે.
(3) ધાતુ તત્ત્વોને છરી વડે કાપી શકાય નહિ, પરંતુ આલ્કલી ધાતુઓ(લિથિયમ, સોડિયમ, પોટેશિયમ)ને છરી વડે કાપી શકાય છે.
અધાતુ તત્ત્વોના અપવાદ : ( 1 ) સામાન્ય રીતે અધાતુ તત્ત્વો ઘન કે વાયુ સ્વરૂપે જોવા મળે છે, પરંતુ બ્રોમિન પ્રવાહી સ્વરૂપે જોવા મળે છે.
(2) સામાન્ય રીતે અધાતુ તત્ત્વો ચળકાટ ધરાવતાં નથી, પરંતુ આયોડિન ચળકાટ ધરાવે છે.
(3) અધાતુ તત્ત્વોનાં ગલનબિંદુ નીચાં હોય છે, પરંતુ કાર્બનના અપરરૂપ હીરાનું ગલનબિંદુ ખૂબ જ ઊંચું છે.
(4) અધાતુ તત્ત્વો સામાન્ય રીતે વિદ્યુતના અવાહક હોય છે, પરંતુ કાર્બનનો અપરરૂપ ગ્રેફાઇટ વિદ્યુતનો સુવાહક છે.
પ્રશ્ન 6. મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી અને સલ્ફરના પાઉડરને સળગાવતાં મળતી નીપજ કયો ગુણ ધરાવે છે? તેની લિટમસપેપર પર શું અસર થાય છે?
ઉત્તર : મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી અને સલ્ફરના પાઉડરને સળગાવતાં નીપજ તરીકે અનુક્રમે મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ (MgO) અને સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ (SO2) મળે છે.
મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ બેઝિક ગુણ ધરાવતો હોવાથી તે લાલ લિટમસપેપર ભૂરું બનાવે છે, જ્યારે સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ ઍસિડિક ગુણ ધરાવતો હોવાથી તે ભૂરું લિટમસપેપર લાલ બનાવે છે.
Intext પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 7. એવી ધાતુનું ઉદાહરણ આપો કે જે –
(1) ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી છે.
(2) છરી વડે આસાનીથી કાપી શકાય છે.
(3) ઉષ્માની ઉત્તમ વાહક છે.
(4) ઉષ્માની મંદ વાહક છે.
ઉત્તર : (1) મરક્યુરી (પારો) (2) સોડિયમ, પોટૅશિયમ (3) સિલ્વર અને કૉપર (4) લેડ અને મરક્યુરી
પ્રશ્ન 8. ટિપાઉપણું અને તણાવપણુંનો અર્થ સમજાવો.
ઉત્તર : ટિપાઉપણું (Malleability) : ધાતુને ટીપીને તેનાં પાતળાં પતરાં બનાવવાની ક્રિયાને ટિપાઉપણું કહે છે.
તણાવપણું (Ductility) : ધાતુઓની પાતળા તારમાં ફેરવાઈ જવાની ક્ષમતાને તણાવપણું કહે છે.
3.2 ધાતુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મો
3.2.1 ધાતુઓ હવામાં સળગે ત્યારે શું થાય છે?
પ્રશ્ન 9. ઍસિડિક ઑક્સાઇડ અને બેઝિક ઑક્સાઇડ એટલે શું?
ઉત્તર : જે ઑક્સાઇડ પાણીમાં ઓગળીને ઍસિડ બનાવે છે, તેને ઍસિડિક ઑક્સાઇડ કહે છે.
દા. ત., CO2(g) + H2O(1) → H2CO3(aq)
અધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ ઍસિડિક હોય છે.
જે ઑક્સાઇડ પાણીમાં ઓગળીને બેઇઝ બનાવે છે, તેને બેઝિક ઑક્સાઇડ કહે છે.
દા. ત., Na2O(s) + H2O(1) → 2NaOH(aq)
ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ બેઝિક હોય છે.
પ્રશ્ન 10. ઑક્સાઇડ કેવી રીતે બને? કૉપર અને ઍલ્યુમિનિયમને હવામાં ગરમ કરતાં મળતી નીપજોનાં નામ અને સમતોલિત સમીકરણ લખો.
ઉત્તર : ધાતુઓ ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈને ધાતુ ઑક્સાઇડ બનાવે છે.
પ્રશ્ન 11. ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ એટલે શું? ઉભયગુણી ઑક્સાઇડનાં બે ઉદાહરણ આપી, તેની ઍસિડ અને બેઇઝ સાથેની પ્રક્રિયા લખો.
ઉત્તર : ધાતુના જે ઑક્સાઇડ ઍસિડ અને બેઇઝ એમ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી આપે છે, તેવા ઑક્સાઇડને ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ કહે છે.
ઉદાહરણ : ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ (Al2O3)
ઝિંક ઑક્સાઇડ (ZnO)
ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ ઍસિડ અને બેઇઝ સાથે નીચે પ્રમાણે પ્રક્રિયા કરે છે :
પ્રશ્ન 12. કઈ ધાતુના ઑક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈ આલ્કલી (બેઇઝ) બનાવે છે? તેમના સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
ઉત્તર : સોડિયમ અને પોટૅશિયમ ધાતુના ઑક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈ આલ્કલી બનાવે છે. જેમ કે,
પ્રશ્ન 13. પોટૅશિયમ (K), સોડિયમ (Na), મૅગ્નેશિયમ (Mg), ઍલ્યુમિનિયમ (Al), ઝિંક (Zn), સીસું (Pb), લોખંડ (Fe), કૉપર (Cu), ચાંદી (Ag) અને સોનું (Au) ધાતુની ઑક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયા સમજાવો.
ઉત્તર : અહીં, આપેલ ધાતુઓની ક્રિયાશીલતા જુદી જુદી હોવાથી તેમની ઑક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયા સમાન દરે થતી નથી. જેમ કે,
→ પોટૅશિયમ અને સોડિયમ ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય (ક્રિયાશીલ) હોવાથી તેને હવામાં ખુલ્લી રાખતાં તે સળગી ઊઠે છે. આથી તેમને કેરોસીનમાં ડુબાડી રાખવામાં આવે છે.
→ મૅગ્નેશિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ, ઝિંક અને સીસું (લેડ – lead) ધાતુઓ સામાન્ય તાપમાને ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ઑક્સાઇડ બનાવે છે, જે ધાતુની સપાટી પર રક્ષણાત્મક પાતળા સ્તર વડે ઢંકાઈ જાય છે. આથી તે ધાતુનું વધુ ઑક્સિડેશન થતું અટકાવે છે.
→ લોખંડ સામાન્ય તાપમાને હવા સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. લોખંડને ગરમ કરતાં તે સળગતું નથી, પરંતુ લોખંડના વહેર(ભૂકા)ને બર્નરની જ્યોતમાં નાખતાં તે ઝડપથી સળગે છે.
→ કૉપરને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈને કાળા રંગનો કૉપર (II) ઑક્સાઇડ બનાવે છે, જે કૉપર ધાતુ પર સ્તર સ્વરૂપે લાગી જાય છે.
→ ચાંદી અને સોનું ઊંચા તાપમાને પણ ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી.
3.2.2 ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે શું થાય છે?
પ્રશ્ન 14. ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને કઈ નીપજ બનાવે છે?
પોટૅશિયમ (K), સોડિયમ (Na), કૅલ્શિયમ (Ca), મૅગ્નેશિયમ (Mg), ઍલ્યુમિનિયમ (AI), લોખંડ (Fe), ઝિંક (Zn), સીસું (Pb), કૉપર (Cu), ચાંદી (Ag) અને સોનું (Au) ધાતુની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા સમજાવો.
ઉત્તર : ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુ-ઑક્સાઇડ બનાવે છે તથા હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
→ ધાતુ-ઑક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈ ધાતુ હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવે છે. ધાતુ + પાણી → ધાતુ-ઑક્સાઇડ + હાઇડ્રોજન
ધાતુ-ઑક્સાઇડ + પાણી → ધાતુ હાઇડ્રૉક્સાઇડ
→ પોટૅશિયમ અને સોડિયમ ધાતુઓ ઠંડા પાણી સાથે તીવ્ર (ઉગ્ર) રીતે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે, જે તરત જ સળગી ઊઠે છે. કારણ કે આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક હોય છે.
2K(s) + 2H2O(1) 2KOH(aq) + H2(g) + ઉષ્મા-ઊર્જા
2Na(s) + 2H2O(12NaOH(aq) + H2(g) + ઉષ્મા-ઊર્જા
→ કૅલ્શિયમની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઓછી તીવ્ર હોય છે. પરિણામે ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા, હાઇડ્રોજન માટે આગ પકડવા માટે પૂરતી હોતી નથી.
Ca(s) + 2H2O(1) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
અહીં, કૅલ્શિયમ સપાટી પર તરી આવે છે, કારણ કે ઉદ્ભવતા હાઇડ્રોજન વાયુના પરપોટા ધાતુની સપાટી પર ચીપકે છે.
→ મૅગ્નેશિયમ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી, પરંતુ તે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મૅગ્નેશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે.
Mg + 2H2O → Mg(OH)2(aq) + H2(g)
(ગરમ)
અહીં, મૅગ્નેશિયમ પણ તરવાનું શરૂ કરે છે, કારણ કે ઉદ્ભવતા હાઇડ્રોજન વાયુના પરપોટા ધાતુની સપાટી પર ચીપકે છે.
→ ઍલ્યુમિનિયમ, લોખંડ અને ઝિંક ધાતુઓ ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી, પરંતુ તેઓ પાણીની બાષ્પ સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુ-ઑક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે.
2Al(s) + 3H2O(g) → Al2O3(s) + 3H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe3O4(s) + 4H2(g)
→ સીસું, કૉપર, ચાંદી અને સોનું જેવી ધાતુઓ પાણી સાથે સહેજ પણ પ્રક્રિયા કરતી નથી.
3.2.3 ધાતુઓ ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે શું થાય છે?
પ્રશ્ન 15. મૅગ્નેશિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ, ઝિંક અને લોખંડની મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાનાં સમતોલિત સમીકરણો લખો.
ઉત્તર :
પ્રશ્ન 16. કઈ ધાતુ નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરતી નથી? શા માટે?
ઉત્તર : ઍલ્યુમિનિયમ (Al) અને ક્રોમિયમ (Cr) ધાતુ નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરતી નથી, કારણ કે નાઇટ્રિક ઍસિડ (HNO3) એ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા હોવાથી તે H2 વાયુનું પાણીમાં ઑક્સિડેશન કરે છે અને પોતે કોઈ પણ નાઇટ્રોજન ઑક્સાઇડ- (N2O, NO કે NO2)માં રિડક્શન પામે છે.
પ્રશ્ન 17. મંદ નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે કઈ ધાતુઓ હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરશે? પ્રક્રિયા સમીકરણ લખો.
ઉત્તર : મૅગ્નેશિયમ (Mg) અને મેંગેનીઝ (Mn) ધાતુઓ ખૂબ જ મંદ નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરશે.
પ્રશ્ન 18. ધાતુની નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી કઈ નીપજ મળશે તેનો આધાર શેના પર રહેલ છે? ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.
ઉત્તર : ધાતુની નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી કઈ નીપજ મળશે તેનો આધાર ધાતુના પ્રમાણ તથા ઍસિડની પ્રબળતા પર રહેલ છે. જેમ કે, ધાતુની મંદ નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા થતાં ધાતુના નાઇટ્રેટ ક્ષાર તથા NO કે N2O વાયુ ઉત્પન્ન થશે.
પરંતુ, ધાતુની સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા થતાં ધાતુના નાઇટ્રેટ ક્ષાર તથા NO2 વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રશ્ન 19. કૉપર ધાતુ મંદ HCl સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી. શા માટે?
ઉત્તર : કૉપર ધાતુ ખૂબ જ ઓછી સક્રિય ધાતુ હોવાથી તે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી. આથી તે H2 વાયુના પરપોટા આપતું નથી અને તાપમાનમાં પણ કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
પ્રશ્ન 20. મૅગ્નેશિયમ ધાતુની મંદ HCl સાથેની પ્રક્રિયાની પ્રતિક્રિયાત્મકતા સૌથી વધુ છે. શા માટે?
ઉત્તર : મૅગ્નેશિયમ વધુ સક્રિય ધાતુ હોવાથી તે મંદ HCl સાથે પ્રક્રિયા કરી વધુ H2 વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. આથી વધુ પ્રમાણમાં પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન વધુ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. આથી કહી શકાય કે, મૅગ્નેશિયમની પ્રતિક્રિયાત્મકતા સૌથી વધુ છે.
પ્રશ્ન 21. ઍક્વા રીજિયા (રોયલ પાણી) (અમ્લરાજ) એટલે શું? તેમાં કઈ કઈ ધાતુઓ ઓગળી શકે?
ઉત્તર : સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અને સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડનું કદથી 3: 1 પ્રમાણ ધરાવતા તાજા મિશ્રણને ઍક્વા રીજિયા (રોયલ પાણી) (અમ્લરાજ) કહે છે. ઍક્વા રીજિયા એ પ્રબળ ક્ષારીય માયમાન પ્રવાહી છે. ઍક્વા રીજિયા દ્રાવણમાં સોના તેમજ પ્લેટિનમ જેવી ઉમદા ધાતુઓ ઓગળી શકે છે.
3.2.4 ધાતુઓ અન્ય ધાતુના ક્ષારના દ્રાવણ સાથે કેવી રીતે પ્રક્રિયા કરે છે?
પ્રશ્ન 22. વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Displacement reaction) એટલે શું? Fe અને Cu પૈકી કઈ ધાતુ વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે? શા માટે?
ઉત્તર : જે પ્રક્રિયામાં વધુ સક્રિય ધાતુ તેનાથી ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના સંયોજનના દ્રાવણમાંથી કે પીગળેલ સ્વરૂપમાંથી વિસ્થાપિત કરે, તો તેવી પ્રક્રિયાને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
Fe અને Cu પૈકી Fe વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે, કારણ કે Cu કરતાં Fe વધુ સક્રિય ધાતુ છે.
3.2.5 પ્રતિક્રિયાત્મકતા (સક્રિયતા) શ્રેણી
પ્રશ્ન 23. ધાતુની પ્રતિક્રિયાત્મકતા અથવા સક્રિયતા શ્રેણી (The reactivity series) કોને કહે છે? જુદી જુદી ધાતુઓને તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો.
ઉત્તર : જુદી જુદી ધાતુઓને તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતા(સક્રિયતા)ના ઘટતા (ઊતરતા) ક્રમમાં ગોઠવતાં બનતી શ્રેણીને સક્રિયતા શ્રેણી કહે છે.
જુદી જુદી ધાતુઓ માટે સક્રિયતા (ક્રિયાશીલતા) શ્રેણી નીચેના કોષ્ટક 2માં આપેલ છે :
Intext પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 24. શા માટે સોડિયમને કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે?
ઉત્તર : સોડિયમ એ અતિ સક્રિય ધાતુ છે. ઓરડાના તાપમાને તે હવામાંના ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આ પ્રક્રિયા વધુ ઉષ્માક્ષેપક છે. આથી સોડિયમ ધાતુ હવામાં સળગી ઊઠે છે. આમ, સોડિયમની ઑક્સિજન સાથે થતી પ્રક્રિયા અટકાવવા માટે તેને કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે, કારણ કે સોડિયમ કેરોસીન સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
પ્રશ્ન 25. નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખો :
( 1 ) વરાળ સાથે લોખંડ
( 2 ) પાણી સાથે કૅલ્શિયમ અને પોટૅશિયમ
ઉત્તર :
પ્રશ્ન 26. ચાર ધાતુઓ A, B, C અને Dના નમૂના લીધેલા છે અને નીચે દર્શાવેલ દ્રાવણમાં એક પછી એક ઉમેરેલ છે. પ્રાપ્ત થયેલ પરિણામોને નીચે મુજબ કોષ્ટકમાં સારણીબદ્ધ કરેલ છે :
ધાતુઓ A, B, C અને D વિશે નીચે દર્શાવેલા પ્રશ્નોના ઉત્તર માટે ઉપર્યુક્ત કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરો :
(1) સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુ કઈ છે?
(2) જો Bને કૉપર (II) સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે, તો તમે શું અવલોકન કરશો?
(3) ધાતુઓ A, B, C અને Dને પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો.
ઉત્તર : (1) ધાતુ B સૌથી વધુ સક્રિય છે.
(2) કૉ૫૨ (II) સલ્ફેટના દ્રાવણનો વાદળી રંગ દૂર થાય છે અને લાલ કથ્થાઈ રંગનું કૉપર B ધાતુ પર જમા થશે.
(3) પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ઊતરતો ક્રમ : B > A > C > D
પ્રશ્ન 27. સક્રિય ધાતુમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે કયો વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે? લોખંડની મંદ H2SO4 સાથેની પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
ઉત્તર : સક્રિય ધાતુ જ્યારે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
સક્રિય ધાતુ ઍસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
પ્રશ્ન 28. જ્યારે આયર્ન (II) સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ઝિંક ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તમે શું અવલોકન કરો છો? અહીં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા લખો.
ઉત્તર : ઝિંક (Zn) એ આયર્ન (Fe) કરતાં વધુ સક્રિય છે. આથી આયર્ન (II) સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ઝિંકને ઉમેરતાં તે આયર્ન ધાતુનું વિસ્થાપન કરે છે. પરિણામે દ્રાવણનો રંગ ઝાંખો પડે છે. જ્યારે ઝિંક સલ્ફેટ બનવાથી દ્રાવણનો લીલો રંગ રંગવિહીન બને છે અને ભૂખરા- કાળા રંગની આયર્ન ધાતુ જમા થાય છે.
Zn(s) + FeSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Fe(s)
પ્રશ્ન 29. મંદ ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરી તેમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરી શકે અને ના કરી શકે તેવી બે-બે ધાતુનાં નામ જણાવો.
ઉત્તર : (1) ઝિંક (Zn) અને (2) ઍલ્યુમિનિયમ (Al) એ મંદ ઍસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરે છે :
→ (1) કૉપર (Cu) અને (2) પારો (મરક્યુરી – Hg) એ મંદ ઍસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરી શકતી નથી.
3.3 ધાતુઓ અને અધાતુઓ કેવી રીતે પ્રક્રિયા કરે છે?
પ્રશ્ન 30. નિષ્ક્રિય વાયુઓ (He, Ne, Ar), ધાતુઓ (Na, Mg, Al, K, Ca) અને અધાતુઓ(N, O, F, B S, CI)ની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના સમજાવો.
ઉત્તર :
પ્રશ્ન 31. આયનીય સંયોજનો અથવા વિદ્યુતસંયોજક સંયોજનો (Electrovalent Compounds) એટલે શું? ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
અથવા
સોડિયમ ક્લોરાઇડ(NaCl)નું નિર્માણ સમજાવો.
ઉત્તર : ધાતુમાંથી અધાતુમાં ઇલેક્ટ્રૉનની આપ-લે દ્વારા બનતાં સંયોજનોને આયનીય સંયોજનો અથવા વિદ્યુતસંયોજક સંયોજનો કહે છે.
સોડિયમનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક 11 છે. સોડિયમ પરમાણુની બાહ્યતમ M કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રૉન છે, સોડિયમ પરમાણુ M કક્ષાનો એક ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવીને સોડિયમ ધનાયન (Na+) બનાવે છે અને ઉમદા વાયુ (Ne) જેવી સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
આ જ પ્રમાણે ક્લોરિનનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક 17 છે. ક્લોરિન પરમાણુની બાહ્યતમ M કક્ષામાં સાત ઇલેક્ટ્રૉન છે, સોડિયમ દ્વારા ગુમાવેલ એક ઇલેક્ટ્રૉન ક્લોરિન મેળવીને ક્લોરાઇડ ઋણાયન (Cl–) બનાવે છે અને ઉમદા વાયુ (Ar) જેવી સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
સોડિયમ ધનાયન (Na+) અને ક્લોરાઇડ ઋણાયન (Cl–) વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા હોવાથી, તેઓ એકબીજાને આકર્ષે છે અને સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ બળથી જકડાઈને સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl) બનાવે છે.
સોડિયમ ક્લોરાઇડ અણુ સ્વરૂપે નહિ, પરંતુ વિરુદ્ધ વીજભારિત આયનોના સમુદાય (સમુચ્ચય) સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
Na+ અને Cl– આયનો વચ્ચે બનતા બંધને આયનીય બંધ કહે છે.
પ્રશ્ન 32. મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ(MgCl2)નું નિર્માણ ઇલેક્ટ્રૉનની આપ-લે દ્વારા સમજાવો.
ઉત્તર : મૅગ્નેશિયમનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક 12 છે. તે બે ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવીને સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
આ જ પ્રમાણે ક્લોરિનનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક 17 છે. તે એક ઇલેક્ટ્રૉન મેળવીને સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
આમ, મૅગ્નેશિયમ પરમાણુ તેના બે ઇલેક્ટ્રૉન પૈકી એક-એક ઇલેક્ટ્રૉન બંને ક્લોરિન પરમાણુને આપીને મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે.
3.3.1 આયનીય સંયોજનોના ગુણધર્મો
પ્રશ્ન 33. આયનીય સંયોજનના સામાન્ય ગુણધર્મો લખો.
ઉત્તર : આયનીય સંયોજનોના સામાન્ય ગુણધર્મો નીચે પ્રમાણે છે :
(1) ભૌતિક સ્વભાવ : ધન અને ઋણ આયનો વચ્ચે પ્રબળ આકર્ષણ બળ હોવાના કારણે આયનીય સંયોજનો ઘન અને થોડા સખત હોય છે.
→ આ સંયોજનો સામાન્ય રીતે બરડ (brittle) હોય છે અને દબાણ આપતાં તૂટીને ટુકડા થઈ જાય છે.
(2) ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ : આયનીય સંયોજનોમાં આયનો વચ્ચે રહેલ પ્રબળ આંતર-આયનીય આકર્ષણ બળને તોડવા માટે ખૂબ વધુ પ્રમાણમાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આથી આયનીય સંયોજનોના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ઘણાં ઊંચાં હોય છે. જેમ કે,
(3) દ્રાવ્યતા : આયનીય સંયોજનો (વિદ્યુત સંયોજક સંયોજનો) સામાન્ય રીતે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ પેટ્રોલ અને કેરોસીન જેવા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
(4) વિદ્યુતનું વહન : દ્રાવણમાં વિદ્યુતનું વહન તેમાં મુક્ત રહેલા વીજભારિત કણો(આયનો)ની ગતિશીલતાના કારણે હોય છે. આયનીય સંયોજનોનાં પાણીમાં બનાવેલ દ્રાવણ આયનો ધરાવે છે. આથી દ્રાવણમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે, તો આયનો વિરુદ્ધ વિદ્યુતવો તરફ ગતિ કરે છે. પરિણામે આયનીય સંયોજનોનું જલીય દ્રાવણ વિદ્યુતનું સુવાહક હોય છે.
પરંતુ ઘન અવસ્થામાં આયનીય સંયોજનો વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી, કારણ કે ઘન અવસ્થામાં આયનો મજબૂત આકર્ષણથી બંધાયેલા હોવાથી ઘન અવસ્થામાં આયનોનું સ્થાનાંતર શક્ય નથી.
જ્યારે આયોનિક સંયોજનો પીગળેલી અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન કરે છે, કારણ કે આયોનિક સંયોજનોને પિગાળવા ઉષ્મા આપતાં વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો વચ્ચેના સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો નિર્બળ બનતાં આયનો છૂટા પડે છે. આમ, પીગળેલી અવસ્થામાં આયનોનું સ્થાનાંતર શક્ય બનતું હોવાથી તે વિદ્યુતનું વહન કરે છે, એટલે કે વિદ્યુતના સુવાહક બને છે.
Intext પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 34. ( 1 ) સોડિયમ, ઑક્સિજન અને મૅગ્નેશિયમ માટે ( ઇલેક્ટ્રૉન-બિંદુની રચના લખો.
( 2 ) ઇલેક્ટ્રૉનના સ્થાનાંતરણ દ્વારા Na20 અને MgOનું નિર્માણ દર્શાવો.
( 3 ) આ સંયોજનોમાં કયા આયનો હાજર છે?
ઉત્તર :
પ્રશ્ન 35. આયનીય સંયોજનો શા માટે ઊંચાં ગલનબિંદુ ધરાવે છે?
ઉત્તર : આયનીય સંયોજનોમાં આયનો વચ્ચે પ્રબળ આંતર- આયનીય આકર્ષણ બળ હોય છે. તેને તોડવા માટે ખૂબ જ વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આથી આયનીય સંયોજનો ઊંચાં ગલનબિંદુ ધરાવે છે.
3.4 ધાતુઓની પ્રાપ્તિ
પ્રશ્ન 36. નીચેનાં પદોને વ્યાખ્યાયિત કરો :
( 1 ) ખનિજ ( 2 ) કાચી ધાતુ (અયસ્ક) ( 3 ) ગેંગ
ઉત્તર : ( 1 ) ખનિજ : જે તત્ત્વો કે સંયોજનો પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠ- (પોપડા)માંથી કુદરતી રીતે મળે છે, તેને ખનિજ કહે છે.
(2) કાચી ધાતુ : જે ખનિજમાં સારા પ્રમાણમાં નિશ્ચિત ધાતુ હોય અને તે ધાતુનું સરળતાથી નિષ્કર્ષણ કરી શકાતું હોય, તેવી ખનિજને કાચી ધાતુ (અયસ્ક – Ore) કહે છે.
(3) ગેંગ : પૃથ્વીના પોપડામાંથી મળતી કાચી ધાતુમાં તત્ત્વ એકલું હોતું નથી, પરંતુ તેમાં વધુ માત્રામાં માટી, રેતી તથા અનિચ્છનીય પદાર્થો પણ અશુદ્ધિ સ્વરૂપે હોય છે. આવી અશુદ્ધિને ગેંગ કહે છે.
3.4.1 ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ
પ્રશ્ન 37. સક્રિયતાના આધારે ધાતુઓનું વર્ગીકરણ સમજાવો.
ઉત્તર : સક્રિયતાના આધારે ધાતુઓને ત્રણ રીતે વર્ગીકૃત કરી શકાય :
ઘણી ધાતુઓની અયસ્ક ઑક્સાઇડ હોય છે. આમ થવાનું કારણ એ છે કે ઑક્સિજન ખૂબ જ સક્રિય તત્ત્વ છે અને પૃથ્વી પર વિપુલ પ્રમાણમાં મળે છે.
પ્રશ્ન 38. કાચી ધાતુમાંથી શુદ્ધ ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં સમાવિષ્ટ તબક્કાઓ ચાર્ટ સ્વરૂપે દર્શાવો.
ઉત્તર : કાચી ધાતુમાંથી શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટેના વિવિધ તબક્કાઓ નીચેના ચાર્ટ સ્વરૂપે દર્શાવી શકાય :
3.4.2 અયસ્કોની સમૃદ્ધિ (ધનિકતા)
પ્રશ્ન 39. ગેંગ એટલે શું? ગેંગને દૂર કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિઓનો આધાર શેના પર રહેલો છે?
ઉત્તર : કાચી ધાતુમાં તત્ત્વ એકલું હોતું નથી, પરંતુ તેમાં વધુ માત્રામાં માટી, રેતી તથા અનિચ્છનીય પદાર્થો પણ અશુદ્ધિ સ્વરૂપે હોય છે. આવી અશુદ્ધિઓને ગેંગ કહે છે.
ગેંગને દૂર કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિઓનો આધાર ગેંગ અને કાચી ધાતુના ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ગુણધર્મો વચ્ચે રહેલા તફાવત પર રહેલો છે.
3.4.3 સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ
પ્રશ્ન 40. સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ સમજાવો.
ઉત્તર : સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓ ખૂબ જ નિષ્ક્રિય હોય છે.
→ આ ધાતુઓના ઑક્સાઇડને માત્ર ગરમ કરી તેનું રિડક્શન થઈ ધાતુ છૂટી પડે છે.
→ દા. ત., સિન્નાબાર (HºS) એ મરક્યુરીની કાચી ધાતુ છે. જ્યારે તેને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે પ્રથમ તે મરક્યુરિક ઑક્સાઇડ(HgO)માં ફેરવાય છે. ત્યારબાદ મરક્યુરિક ઑક્સાઇડને વધુ ગરમ કરતાં તે મરક્યુરી(Hg)માં રિડક્શન પામે છે.
→ આ જ પ્રમાણે કૉપર કે જે કુદરતમાં CupS સ્વરૂપે તેના અયસ્ક તરીકે મળે છે, તેને ગરમ કરવાથી નીચે મુજબ કૉપર (Cu) ધાતુ ૨. મળે છે.
3.4.4 સક્રિયતા શ્રેણીની મધ્યમાં રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ
પ્રશ્ન 41. સક્રિયતા શ્રેણી(Activity Series)ની મધ્યમાં રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ સમજાવો.
ઉત્તર : સક્રિયતા શ્રેણીની મધ્યમાં રહેલી ધાતુઓ જેવી કે લોખંડ, ઝિંક, સીસું, કૉપર વગેરે મધ્યમ પ્રતિક્રિયાત્મક (સક્રિય) હોય છે.
→ આ ધાતુઓ સામાન્ય રીતે કુદરતમાં સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટ સ્વરૂપે મળે છે.
→ ધાતુને તેના સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટમાંથી મેળવવા કરતાં તેના ઑક્સાઇડમાંથી મેળવવી વધુ સરળ હોય છે. તેથી રિડક્શન કરતાં પહેલાં સલ્ફાઇડ કે કાર્બોનેટ સ્વરૂપે રહેલ ધાતુને ઑક્સાઇડ સ્વરૂપમાં ફેરવવી જરૂરી છે.
→ સલ્ફાઇડયુક્ત કાચી ધાતુને વધુ માત્રામાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ધાતુ-ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. આ પદ્ધતિને ભૂંજન કહે છે.
→ કાર્બોનેટયુક્ત કાચી ધાતુને મર્યાદિત માત્રામાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ધાતુ-ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. આ પદ્ધતિને કૅલ્સિનેશન કહે છે.
→ દા. ત., ઝિંકની અયસ્ક માટે ભૂંજન અને કૅલ્સિનેશનની પ્રક્રિયાઓ નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય :
→ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્બન (કોક) સિવાય ઘણી વખત વધુ સક્રિય ધાતુઓ જેવી કે સોડિયમ, કૅલ્શિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ પણ વપરાય છે. તે નીચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુઓને તેમનાં સંયોજનોમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે.
દા. ત., મેંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડને ઍલ્યુમિનિયમના ભૂકા સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે નીચે પ્રમાણે પ્રક્રિયા થાય છે :
3MnO2(s) + 4Al(s) → 3Mn(1) + 2Al2O3 + ઉષ્મા
પ્રશ્ન 42. થર્મિટ પ્રક્રિયા (Thermit reactlon) સમીકરણ સહિત સમજાવો.
ઉત્તર : વધુ સક્રિય ધાતુઓ, ઓછી સક્રિય ધાતુઓને તેમનાં સંયોજનમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે. આવી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ ખૂબ જ વધુ ઉષ્માક્ષેપક હોવાથી મળતી ધાતુ પીગળેલી અવસ્થામાં મળે છે. આવી પ્રક્રિયાને થર્મિટ પ્રક્રિયા કહે છે.
દા. ત., આયર્ન (III) ઑક્સાઇડ(FepO3)ની ઍલ્યુમિનિયમ સાથેની પ્રક્રિયાથી મળતી પીગળેલી Fe ધાતુનો ઉપયોગ રેલવેના પાટા અથવા મશીનના તિરાડ પડેલા ભાગો જોડવામાં થાય છે.
Fe2O3(s) + 2Al(s) → 2Fe(1) + Al2O3(s) + ઉષ્મા
3.4.5 સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ
પ્રશ્ન 43. સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ સમજાવો.
ઉત્તર : સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે.
→ આવી ધાતુઓનાં સંયોજનોનું કાર્બન વડે રિડક્શન કરી શકાતું નથી, કારણ કે આ ધાતુઓનું કાર્બન કરતાં ઑક્સિજન પ્રત્યે આકર્ષણ વધુ છે. આથી આવી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન પદ્ધતિ વપરાય છે.
→ દા. ત., સોડિયમ, મૅગ્નેશિયમ અને કૅલ્શિયમને તેમના પિગાળેલા ક્લોરાઇડના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
→ વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન ધાતુઓ કૅથોડ (ઋણ વીજભારિત વિદ્યુતધ્રુવ) પાસે જમા થાય છે. જ્યારે ક્લોરિન વાયુ ઍનોડ (ધન વીજભારિત વિદ્યુતવ) પાસે જમા થાય છે.
જેમ કે, કૅથોડ (−) : Na+ + e− → Na
અનોડ (+) : 2Cl− → Cl2 + 2e−
આ જ રીતે ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ(Al2O3)ના વિદ્યુત- વિભાજનીય રિડક્શન દ્વારા ઍલ્યુમિનિયમ મેળવી શકાય છે.
3.4.6 ધાતુઓનું શુદ્ધીકરણ
પ્રશ્ન 44. ધાતુઓના શુદ્ધીકરણ માટેની વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધીકરણ (Electrolytic Refining) પદ્ધતિ સમજાવો.
અથવા
તાંબા(કૉપર)ના શુદ્ધીકરણની વિદ્યુતવિભાજનની પદ્ધતિ આકૃતિસહ વર્ણવો.
ઉત્તર : કાચી ધાતુમાંથી મેળવેલ ધાતુ અશુદ્ધ હોય છે. આથી ધાતુનું શુદ્ધીકરણ કરવું જરૂરી છે.
→ વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધીકરણ એ અશુદ્ધ ધાતુઓના શુદ્ધીકરણ માટે સૌથી વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાતી પદ્ધતિ છે.
→ કૉ૫૨, ઝિંક, ટિન, નિકલ, ચાંદી અને સોના જેવી ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન કરવામાં આવે છે. જેમાં અશુદ્ધ ધાતુના સળિયાનો ઍનોડ અને શુદ્ધ ધાતુની પાતળી પટ્ટીનો કૅથોડ બનાવવામાં આવે છે.
→ ધાતુક્ષારના દ્રાવણનો વિદ્યુતવિભાજય (Electroyte) તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
→ આકૃતિ 3.8માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે સાધનોની ગોઠવણી કરો.
→ વિદ્યુતવિભાજ્યમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં ઍનોડમાંથી અશુદ્ધ ધાતુ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળે છે અને વિદ્યુતવિભાજ્યમાંથી સમતુલ્ય માત્રામાં શુદ્ધ ધાતુ કૅથોડ પર જમા થાય છે.
→ દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ દ્રાવણમાં જાય છે; જ્યારે ગોલ્ડ, સિલ્વર, પ્લૅટિનમ જેવી અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ પાત્રના તળિયે કાદવરૂપે જમા (નિક્ષેપિત) થાય છે, જેને ઍનોડ પંક (Anode mud) કહે છે.
Intext પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 45. નીચેનાં પદોને વ્યાખ્યાયિત કરો :
( 1 ) ખનીજ ( 2 ) કાચી ધાતુ (અયસ્ક) ( 3 ) ગેંગ
ઉત્તર : જુઓ પ્રશ્ન 36નો ઉત્તર.
પ્રશ્ન 46. કુદરતમાં મુક્ત અવસ્થામાં મળતી બે ધાતુઓનાં નામ આપો.
ઉત્તર : સોનું અને પ્લેટિનમ એમ બે ધાતુઓ કુદરતમાં મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે.
પ્રશ્ન 47. ધાતુને તેના ઑક્સાઇડમાંથી મેળવવા માટે કઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા વપરાય છે?
ઉત્તર : ( 1 ) નીચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઑક્સાઇડને ગરમ કરતાં તેમાંથી ધાતુ છૂટી પડે છે.
(2) મધ્યમ સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઑક્સાઇડનું કાર્બન વડે રિડક્શન કરતાં ધાતુ છૂટી પડે છે.
(3) ઊંચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઑક્સાઇડના પિગલિત દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન કરીને ધાતુ મેળવી શકાય છે.
દા. ત., Al2O3 ના પિગલિત દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન કરતાં કૅથોડ વિદ્યુતધ્રુવ ઉપર ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુ મળે છે.
3.5 ક્ષારણ
પ્રશ્ન 48. ક્ષારણ(Corrosion)નાં ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર : ક્ષારણનાં ઉદાહરણ નીચે મુજબ છે :
( 1 ) ચાંદીની વસ્તુઓને હવામાં ખુલ્લી રાખતાં થોડા સમય બાદ તે કાળી પડી જાય છે. આમ થવાનું કારણ એ છે કે તે હવામાંના સલ્ફર સાથે પ્રક્રિયા કરી સિલ્વર સલ્ફાઇડ(Ag2S)નું સ્તર બનાવે છે.
( 2 ) કૉપર હવામાંના ભેજયુક્ત કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ધીરે ધીરે તેનો ચમકદાર કથ્થાઈ રંગ ગુમાવીને લીલું સ્તર પ્રાપ્ત કરે છે. આ લીલો પદાર્થ કૉપર કાર્બોનેટ (CuCO3) છે.
( 3 ) લોખંડને ભેજવાળી હવામાં લાંબો સમય ખુલ્લું રાખતાં તેની પર કથ્થાઈ પદાર્થનો સ્તર જામે છે, જેને કાટ (Fe2O3 · xH2O) કહે છે.
પ્રશ્ન 49. પ્રવૃત્તિ 3.14 પરથી સમજાવો કે કેમ કસનળી Aમાં રાખેલ લોખંડની ખીલીને કાટ લાગે છે, જ્યારે કસનળી B અને Cમાં રાખેલ લોખંડની ખીલીને કાટ લાગતો નથી.
ઉત્તર : પ્રવૃત્તિ 8.14 પરથી જોઈ શકાય છે કે કસનળી Aમાં રાખેલ લોખંડની ખીલી હવા અને પાણી બંનેના સંપર્કમાં હોવાથી તેને કાટ લાગે છે. જ્યારે કસનળી Bમાં લોખંડની ખીલી માત્ર પાણીના સંપર્કમાં છે અને કસનળી Cમાં લોખંડની ખીલી શુષ્ક હવા અને નિર્જળ કૅલ્શિયમ ક્લોરાઇડના સંપર્કમાં છે. આથી કસનળી B અને Cમાં રાખેલ લોખંડની ખીલીને કાટ લાગતો નથી.
યાદ રાખો : કાટ લાગવા માટે ધાતુ, હવા અને પાણી(ભેજ)ના સંપર્કમાં આવવી જરૂરી છે.
3.5.1 ક્ષારણનો અટકાવ
પ્રશ્ન 50. લોખંડનું ક્ષારણ કેવી રીતે અટકાવી શકાય છે?
ઉત્તર : રંગ કરીને, તેલ લગાવીને, ગ્રીઝ લગાવીને, ગૅલ્વેનાઇઝિંગ કરીને, ક્રોમપ્લેટિંગ કરીને, ઍનોડીકરણ દ્વારા અથવા મિશ્રધાતુઓ બનાવીને લોખંડનું ક્ષારણ અટકાવી શકાય છે.
દા. ત., સ્ટીલ અને લોખંડને કાટ સામે રક્ષણ આપવા માટે તેમની પર ઝિંકનું પાતળું સ્તર લગાવવાની પદ્ધતિ ગૅલ્વેનાઇઝેશન છે. જો ઝિંકનું સ્તર તૂટી જાય તો પણ ગૅલ્વેનાઇઝ વસ્તુનું કાટ સામે રક્ષણ થાય છે.
પ્રશ્ન 51. ટૂંક નોંધ લખો : મિશ્રધાતુ
ઉત્તર : મિશ્રધાતુ બનાવવાથી ધાતુના ઇચ્છિત ગુણધર્મોમાં સુધારા કરી શકાય છે.
દા. ત., લોખંડ સૌથી વધુ પ્રમાણમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ધાતુ છે, પરંતુ તે ક્યારેય શુદ્ધ અવસ્થામાં વપરાતી નથી. આમ થવાનું કારણ એ છે કે શુદ્ધ લોખંડ ખૂબ જ નરમ હોય છે અને ગરમ હોય ત્યારે તન્ય હોય છે. પરંતુ જો તેમાં થોડા પ્રમાણમાં કાર્બન (આશરે 0.05 %) ઉમેરવામાં આવે, તો તે સખત અને મજબૂત બને છે.
→ જ્યારે લોખંડને નિકલ અને ક્રોમિયમ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે ત્યારે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મળે છે, જે સખત હોય છે અને તેને કાટ લાગતો નથી.
→ આમ, લોખંડને બીજા કેટલાક પદાર્થો (ધાતુ) સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે, તો તેના ગુણધર્મો બદલાય છે.
→ ટૂંકમાં, કોઈ પણ ધાતુમાં જો બીજા કોઈ પદાર્થ(ધાતુ કે અધાતુ)ને મિશ્ર કરવામાં આવે, તો બનતા પદાર્થના ગુણધર્મો બદલાય છે, જેને મિશ્રધાતુ કહે છે.
→ આમ, મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુનું સમાંગ (homogeneous) મિશ્રણ છે.
→ મિશ્રધાતુ પ્રાથમિક ધાતુને પિગાળીને તેમાં નિશ્ચિત પ્રમાણમાં અન્ય ધાતુ કે અધાતુને ઓગાળીને બનાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ તેને ઓરડાના તાપમાને ઠંડી પાડવામાં આવે છે.
→ જો મિશ્રધાતુ પૈકી એક ધાતુ મરક્યુરી હોય, તો તેવી મિશ્રધાતુને સંરસ (એમાલગ્મ) કહે છે. દા. ત., Zn – Hg (ઝિંક એમાલગ્ન)
→ મિશ્રધાતુની વિદ્યુતવાહકતા અને ગલનબિંદુ શુદ્ધ ધાતુઓ કરતાં ઓછા હોય છે.
દા. ત., પિત્તળ (બ્રાસ) એ તાંબું (Cu) અને ઝિંક(Zn)ની મિશ્રધાતુ છે. જ્યારે બ્રૉન્ઝ એ તાંબું (Cu) અને ટિન(Sn)ની મિશ્રધાતુ છે. જેમાં બ્રૉન્ગ એ વિદ્યુતનું સારું વાહક નથી, પરંતુ તાંબું (Cu) એ વિદ્યુતનું સારું વાહક હોવાથી તેનો ઉપયોગ વિદ્યુતીય પરિપથ બનાવવા થાય છે. સોલ્ડર એ સીસું (Pb) અને ટિન(Sn)ની મિશ્રધાતુ છે, જે નીચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે. તેનો ઉપયોગ વિદ્યુતીય તારનું એકબીજા સાથે વેલ્ડિંગ (રેણ) કરવા માટે થાય છે.
પ્રશ્ન 52. શુદ્ધ સોનું અને 22 કૅરેટ સોનામાં શો ફેર છે? કયા પ્રકારનું સોનું આભૂષણો બનાવવા માટે વપરાય છે?
ઉત્તર : શુદ્ધ સોનું એ 24 કૅરેટ સોનું છે, જે ખૂબ જ નરમ હોય છે. તેમાંથી આભૂષણો (ઘરેણાં) બનાવી શકાતાં નથી. જ્યારે 22 કૅરેટ સોનું એ 22 ભાગ શુદ્ધ સોનું અને 2 ભાગ કૉપર અથવા ચાંદીનું મિશ્રણ છે, જે સખત હોય છે. પરિણામે 22 કૅરેટ સોનું આભૂષણો બનાવવા માટે વપરાય છે.
Intext પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 53. કઈ ધાતુઓ આસાનીથી કટાતી નથી ?
ઉત્તર : જે ધાતુઓની સક્રિયતા ઓછી હોય તેવી ધાતુઓ આસાનીથી કટાતી નથી. આવી ધાતુઓ સામાન્ય રીતે સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે આવેલી હોય છે. દા. ત., ચાંદી, સોનું અને પ્લૅટિનમ ધાતુ.
પ્રશ્ન 54. મિશ્રધાતુઓ એટલે શું?
ઉત્તર : બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુના સમાંગ મિશ્રણને મિશ્રધાતુઓ કહે છે. દા. ત., બ્રાસ (પિત્તળ), બ્રૉન્ઝ અને સંરસ (એમાલગમ) મિશ્રધાતુમાં ફક્ત ધાતુઓ છે. જ્યારે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મિશ્રધાતુમાં ધાતુઓ ઉપરાંત અધાતુ પણ હોય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં Fe + Ni + Cr + C હોય છે.
સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નોત્તર
1. નીચેના પૈકી કઈ જોડ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપે છે?
(a) NaCl દ્રાવણ અને કૉપર ધાતુ
(b) MgCl2 દ્રાવણ અને ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુ
(c) FeSO4 દ્રાવણ અને ચાંદી ધાતુ
(d) AgNO3 દ્રાવણ અને કૉપર ધાતુ
ઉત્તર : (d) AgNO3 દ્રાવણ અને કૉપર ધાતુ
2. નીચેના પૈકી કઈ પદ્ધતિ લોખંડની સાંતળવાની તવી(Frying Pan)ને કાટ લાગવાથી અટકાવી શકે છે?
(a) ગ્રીઝ લગાવવાની
(b) રંગ લગાવવાની
(c) ઝિંકનું સ્તર લગાવવાની
(d) ઉપર્યુક્ત તમામ
ઉત્તર : (c) ઝિંકનું સ્તર લગાવવાની
3. એક તત્ત્વ ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવતું સંયોજન આપે છે. આ સંયોજન પાણીમાં પણ દ્રાવ્ય છે. આ તત્ત્વ …….. હોઈ શકે.
(a) કૅલ્શિયમ
(b) કાર્બન
(c) સિલિકોન
(d) આયર્ન
ઉત્તર : (a) કૅલ્શિયમ
4. ખાદ્ય પદાર્થના ડબા પર ટિનનું સ્તર લાગે છે નહિ કે ઝિંકનું, કારણ કે …
(a) ઝિંક ટિન કરતાં મોંઘી છે.
(b) ઝિંક ટિન કરતાં ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે.
(c) ઝિંક ટિન કરતાં વધુ સક્રિય છે.
(d) ઝિંક ટિન કરતાં ઓછી સક્રિય છે.
ઉત્તર : (c) ઝિંક ટિન કરતાં વધુ સક્રિય છે.
5. તમને એક હથોડી, બૅટરી, ગોળો, તાર અને સ્વિચ આપેલા છે.
(a ) તમે તેનો ધાતુઓ અને અધાતુ વચ્ચે ભેદ પારખવા કેવી રીતે ઉપયોગ કરી શકશો?
(b) ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચેની આ પરખ કસોટીઓની ઉપયોગિતાનું મૂલ્યાંકન કરો.
ઉત્તર : ( a ) હથોડી વડે ધાતુને ટીપીને પતરાં બનાવી શકાય છે, એટલે કે ધાતુ આઘાતવર્ધનીય ગુણ ધરાવે છે. જ્યારે અધાતુને ટીપીને પતરાં બનાવી શકાતાં નથી. બૅટરી, ગોળો, તાર અને સ્વિચને યોગ્ય પરિપથમાં જોડીને ધાતુમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં ધાતુમાંથી વિદ્યુતનું વહન થાય છે, એટલે કે ધાતુ વિદ્યુતના વાહક છે. જ્યારે અધાતુમાંથી વિદ્યુતનું વહન થતું નથી, જે દર્શાવે છે કે અધાતુ વિદ્યુતના અવાહક છે.
( b ) પહેલા પ્રયોગથી નક્કી થાય છે કે, ધાતુમાં આઘાત- વર્ષનીય ગુણ (ટિપાઉપણા અને તણાવપણાનો ગુણ) જોવા મળે છે, જ્યારે અધાતુમાં આ ગુણ જોવા મળતો નથી. બીજા પ્રયોગથી નક્કી થાય છે કે ધાતુ વિદ્યુતના વાહક હોય છે, જ્યારે અધાતુ વિદ્યુતના અવાહક હોય છે.
6. ધાતુ Mના વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધીકરણમાં અનોડ, થોડ અને વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે તમે શું લેશો?
ઉત્તર : વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધીકરણમાં અશુદ્ધ ધાતુ(M)ના સળિયાને ઍનોડ તરીકે અને શુદ્ધ ધાતુ(M)ની પાતળી પ્લેટને કૅથોડ તરીકે લો. વિદ્યુતવિભાજ્યના દ્રાવણ તરીકે ધાતુ Mના ક્ષારનું દ્રાવણ લેવામાં આવે છે.
7. પ્રત્યુષે સ્પેચ્યુલા (ચમચી) પર સલ્ફર પાઉડર લીધો અને તેને ગરમ કર્યો. નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે તેણે તેની ઉપર કસનળી ઊંધી રાખીને ઉત્પન્ન થતો વાયુ એકત્ર કર્યો.
( a ) વાયુની અસર
(i) શુષ્ક લિટમસપેપર પર શી થશે?
(ii) ભેજયુક્ત લિટમસપેપર પર શી થશે?
(b ) પ્રક્રિયા માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
ઉત્તર : સલ્ફર પાઉડરને ગરમ કરતાં સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ મળે છે, જે ઍસિડિક પ્રકૃતિ ધરાવતો હોવાથી તેનું જલીય દ્રાવણ સલ્ક્યરસ ઍસિડ (H2SO3) બનાવે છે.
( a ) વાયુની અસર :
(i) શુષ્ક લિટમસપેપર પર કોઈ અસર થશે નહિ.
(ii) ભેજયુક્ત ભૂરા લિટમસપેપર લાલ બનાવે છે.
(b ) ઉપરની પ્રવૃત્તિ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે પ્રમાણે મળે :
8. જ્યારે અધાતુઓ ઑક્સિજન સાથે સંયોજાય ત્યારે બનતા ઑક્સાઇડના પ્રકાર કયા છે?
ઉત્તર : અધાતુઓ ઑક્સિજન બનાવે છે. દા. ત., SO2, SO3, CO2, Cl2O7 વગેરે.
9. કારણ આપો :
(a) પ્લૅટિનમ, સોનું અને ચાંદી આભૂષણો બનાવવા વપરાય છે.
(b) સોડિયમ, પોટૅશિયમ અને લિથિયમનો તેલમાં સંગ્રહ કરવામાં આવે છે.
(c) ઍલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ છે, તેમ છતાં રસોઈનાં વાસણો બનાવવા માટે વપરાય છે.
(d) કાર્બોનેટ અને સલ્ફાઇડ અયસ્ક સામાન્ય રીતે નિષ્કર્ષણ દરમિયાન ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે.
ઉત્તર : ( a ) લૅટિન, સોનું અને ચાંદી આભૂષણો બનાવવા વપરાય છે, કારણ કે આ ધાતુઓ ધાત્વિક ચમક ધરાવે છે. તે તણાવપણા અને ટિપાઉપણાનો ગુણ ધરાવે છે. પરિણામે આભૂષણોને યોગ્ય આકાર, ઘાટ આપી શકાય છે. તદ્ઉપરાંત તે પાણી કે હવા સાથે કોઈ પણ રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરતી નથી. આ બધા ગુણધર્મોને લીધે પ્લૅટિનમ, સોનું અને ચાંદીનો ઉપયોગ આભૂષણો બનાવવા માટે થાય છે.
( b ) સોડિયમ, પોટૅશિયમ અને લિથિયમ જેવી ધાતુઓ અતિ સક્રિય હોવાથી તે હવા કે હવામાંના ભેજ સાથે પ્રક્રિયા કરી હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે. હાઇડ્રોજન વાયુ દહનશીલ હોવાથી તરત જ આગ લાગે છે. આવી દુર્ઘટના નિવારવા માટે તેમને તેલમાં સંગ્રહ કરવામાં આવે છે.
( c ) ઍલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ હોવાથી તે હવામાંના ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડનું પાતળું, નિષ્ક્રિય અને સ્થાયી પડ બનાવે છે; જે ઍલ્યુમિનિયમ પર રક્ષણાત્મક પડ તરીકે બાઝે છે. આમ, ઍલ્યુમિનિયમનું ગલનબિંદુ ઊંચું હોવાથી તથા તે ઉષ્માનું સારું વાહક હોવાથી તેમાંથી રસોઈનાં વાસણો બનાવી શકાય છે. તદ્ઉપરાંત અન્ય ધાતુઓની સરખામણીમાં તેનું ઉત્પાદન-મૂલ્ય પણ ઓછું હોવાથી મોટા ભાગે રસોઈનાં વાસણો ઍલ્યુમિનિયમમાંથી બનાવવામાં આવે છે.
( d ) ધાતુના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન કાર્બોનેટ કે સલ્ફાઇડયુક્ત અયસ્કોને ઑક્સાઇડમાં ફેરવવી આવશ્યક છે, કારણ કે ઑક્સાઇડમાંથી ધાતુનું રિડક્શન, કાર્બોનેટ કે સલ્ફાઇડની તુલનામાં સરળતાથી થાય છે.
10. તમે ચોક્કસપણે નિસ્તેજ (ઝાંખા) તાંબાનાં વાસણો લીંબુ અથવા આમલીના રસ વડે શુદ્ધ થતાં જોયાં છે. સમજાવો કે શા માટે આવા ખાટા પદાર્થો વાસણો શુદ્ધ કરવા માટે અસરકારક છે?
ઉત્તર : નિસ્તેજ (ઝાંખા) તાંબાનાં વાસણો ઉપર ક્ષારણને કારણે કૉપર કાર્બોનેટનું લીલું સ્તર લાગે છે. તેને લીધે વાસણો ઝાંખાં પડે છે. આથી લીંબુ કે આમલીના રસમાં રહેલ ઍસિડની મદદથી વાસણોને સાફ કરતાં ઝાંખાં પડેલ વાસણોની ચમક પાછી આવે છે.
11. એક વ્યક્તિ ઘરે ઘરે સુવર્ણકાર તરીકે જઈને ઊભો રહે છે. તે જૂના અને નિસ્તેજ (ઝાંખા) સોનાનાં ઘરેણાંની ચમક પાછી લાવી આપવાનું વચન આપે છે. એક બિનસાવધ ગૃહિણી તેને સોનાની બંગડીઓનો સેટ આપે છે, જેને તેણે એક ખાસ દ્રાવણમાં ડુબાડ્યો. બંગડીઓ નવા જેવી જ ચમકવા લાગી, પરંતુ તેના વજનમાં ભારે ઘટાડો થયો. ગૃહિણી ઉદાસ થઈ ગઈ. પરંતુ નિરર્થક દલીલ પછી વ્યક્તિ ઉતાવળે ફેરો કરી જતો રહ્યો. શું તમે ગુપ્તચર તરીકે વર્તી તેણે ઉપયોગમાં લીધેલા દ્રાવણનો પ્રકાર શોધી શકશો?
ઉત્તર : એ વ્યક્તિ ઍક્વા રીજિયા દ્રાવણનો ઉપયોગ કરી રહ્યો હતો, જે સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અને સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડનું કદથી 3 : 1 પ્રમાણ છે. જેમાં સોનું ઓગળે છે.
12. કારણ આપો કે કૉપર ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાય છે, પરંતુ સ્ટીલ (આયર્નની મિશ્રધાતુ) વપરાતું નથી.
ઉત્તર : કૉપર (તાંબું) ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. તદ્ઉપરાંત તે પાણીની બાષ્પ સાથે પણ પ્રક્રિયા કરતું નથી. આથી તાંબું ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાય છે.
પરંતુ સ્ટીલ કે જે આયર્નની મિશ્રધાતુ છે, તે પાણીની બાષ્પ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આથી સ્ટીલમાં રહેલ આયર્નનું ધીમે ધીમે ક્ષયન થાય છે. આથી સ્ટીલ ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાતું નથી.
હેતુલક્ષી પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 1. નીચેના પ્રશ્નોના ટૂંકમાં ઉત્તર આપો :
(1) ધાત્વીય ચમક એટલે શું?
ઉત્તર : ધાતુઓ તેમની શુદ્ધ અવસ્થામાં ચળકાટવાળી સપાટી ધરાવે છે. આ ગુણધર્મને ધાત્વીય ચમક કહે છે.
(2) PVCનું પૂરું નામ લખો.
ઉત્તર : PVCનું પૂરું નામ પૉલિવિનાઇલ ક્લોરાઇડ છે.
(3) પ્રવાહી ધાતુ અને અધાતુનું ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર : પ્રવાહી ધાતુ : મરક્યુરી (પારો – Hg) અને ગેલિયમ (Ga) પ્રવાહી અધાતુ : બ્રોમિન (Br)
(4) કઈ ધાતુઓને તમારી હથેળી પર રાખતાં તે પીગળી જાય છે?
ઉત્તર : ગેલિયમ (Ga) અને સીઝિયમ (Cs) ધાતુ પીગળી જાય છે.
(5) ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ કોને કહે છે?
ઉત્તર : ધાતુના જે ઑક્સાઇડ ઍસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી આપે છે, તે ઑક્સાઇડને ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ કહે છે. દા. ત., Al2O3, ZnO
(6) કઈ ધાતુઓ ઠંડા પાણી સાથે ઉગ્ર રીતે પ્રક્રિયા કરે છે?
ઉત્તર : સોડિયમ અને પોટૅશિયમ ધાતુઓ ઠંડા પાણી સાથે ઉગ્ર રીતે પ્રક્રિયા કરે છે.
(7) ઍક્વા રીજિયા દ્રાવણ એટલે શું?
ઉત્તર : સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અને સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડનું કદથી 3 : 1 પ્રમાણ ધરાવતા તાજા મિશ્રણને ઍક્વા રીજિયા દ્રાવણ કહે છે.
(8) નિર્જળ કૅલ્શિયમ ક્લોરાઇડ(CaCIø)નો એક ઉપયોગ લખો.
ઉત્તર : તેનો ઉપયોગ સુકવણીકર્તા (શુષ્ક) તરીકે થાય છે, કારણ કે તે હવામાંથી ભેજનું અધિશોષણ કરે છે. પરિણામે હવા શુષ્ક બને છે.
(9) પ્રતિક્રિયાત્મકતા (સક્રિયતા) શ્રેણી એટલે શું?
ઉત્તર : જુદી જુદી ધાતુઓને તેમની સક્રિયતા (પ્રતિક્રિયાત્મકતા)ના ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવતાં બનતી શ્રેણીને સક્રિયતા શ્રેણી કહે છે.
(10) નિષ્ક્રિય વાયુઓની રાસાયણિક ક્રિયાશીલતા શા માટે અલ્પ છે?
ઉત્તર : નિષ્ક્રિય વાયુઓની બાહ્યતમ કક્ષા ઇલેક્ટ્રૉનથી સંપૂર્ણ ભરેલી છે. પરિણામે તેમની સ્થિરતા વધે છે. આથી તે ખૂબ જ અલ્પ રાસાયણિક ક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે.
(11) દ્રાવણમાંથી વિદ્યુતનું વહન શેના કારણે હોય છે?
ઉત્તર : દ્રાવણમાંથી વિદ્યુતનું વહન વીજભારિત કણો(આયનો)ની ગતિશીલતાના કારણે હોય છે.
(12) પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાંથી ધાતુઓ કયા સ્વરૂપે મળે છે?
ઉત્તર : પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાંથી ધાતુઓ ઑક્સાઇડ, સલ્ફાઇડ કે કાર્બોનેટ સ્વરૂપે મળે છે.
(13) અયસ્ક (કાચી ધાતુ)માંથી ગેંગને દૂર કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિઓનો આધાર શેના પર રહેલો છે?
ઉત્તર : અયસ્ક (કાચી ધાતુ)માંથી ગેંગને દૂર કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિઓનો આધાર ગેંગ અને કાચી ધાતુના ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ગુણધર્મો વચ્ચે રહેલા તફાવત પર રહેલો છે.
(14) વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ માટે કેવી અને કઈ ધાતુઓ રિડક્શનકર્તા તરીકે વપરાય છે?
ઉત્તર : ખૂબ જ સક્રિય ધાતુઓ જેવી કે સોડિયમ, કૅલ્શિયમ અને ઍલ્યુમિનિયમ રિડક્શનકર્તા તરીકે વપરાય છે.
(15) કાર્બનનાં બે અપરરૂપોનાં નામ આપો. છે.
ઉત્તર : હીરો અને ગ્રેફાઇટ એ કાર્બનનાં અપરરૂપો
પ્રશ્ન 2. એક શબ્દમાં ઉત્તર આપો :
(1) ધાતુને ટીપીને પાતળાં પતરાં બનાવી શકાય છે. આ ગુણધર્મને શું કહે છે?
(2) 1 g સોનાને કેટલા km લંબાઈના તારમાં ફેરવી શકાય?
(3) ઉષ્માના નિર્બળ વાહકોનાં બે ઉદાહરણ આપો.
(4) ફ્લોરિનની બાહ્યતમ કક્ષામાં કેટલા ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે?
(5) સોડિયમમાંથી સોડિયમ ધનાયન બને ત્યારે કઈ કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રૉન દૂર થાય છે?
(6) આયનીય સંયોજનોમાં રહેલા ધનાયનો અને ઋણાયનો કયા પ્રકારના બળથી જકડાઈ રહે છે?
(7) આયનીય સંયોજનોનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ કેવાં હોય છે?
(8) દરિયાનું પાણી મુખ્યત્વે ક્યા દ્રાવ્ય ક્ષારો ધરાવે છે?
(9) કઈ ધાતુઓ મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે?
(10) સિન્નાબારનું સૂત્ર લખો.
(11) છરી વડે કાપી શકાય તેવી ધાતુનું નામ લખો.
(12) સોનાને (ગોલ્ડને) ઓગાળવા માટે વપરાતા દ્રાવણનું નામ આપો.
ઉત્તર :
(1) ટિપાઉપણું
(2) 2 km
(3) સીસું અને પારો
(4) 7 ઇલેક્ટ્રૉન
(5) M કક્ષા
(6) સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ બળથી
(7) ઊંચા
(8) સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ
(9) સોનું, ચાંદી અને પ્લૅટિનમ
(10) HgS
(11) સોડિયમ (Na)
(12) ઍક્વા રીજિયા
પ્રશ્ન 3. વ્યાખ્યા આપો :
(1) વિસ્થાપન પ્રક્રિયા
ઉત્તર : જે પ્રક્રિયામાં વધુ સક્રિય ધાતુ તેનાથી ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના સંયોજનના દ્રાવણમાંથી કે પીગળેલ સ્વરૂપમાંથી વિસ્થાપિત કરે, તો તેવી પ્રક્રિયાને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
(2) વિદ્યુતસંયોજક સંયોજન
ઉત્તર : ધાતુમાંથી અધાતુમાં ઇલેક્ટ્રૉનની આપ-લે દ્વારા નિર્માણ પામતાં સંયોજનોને વિદ્યુતસંયોજક સંયોજન કહે છે.
(3) કાચી ધાતુ (અયસ્ક)
ઉત્તર : જે ખનિજમાં સારા પ્રમાણમાં નિશ્ચિત ધાતુ હોય અને તે ધાતુનું સરળતાથી નિષ્કર્ષણ કરી શકાતું હોય તેવી ખનિજને કાચી ધાતુ કહે છે.
(4) ઍનોડ પંક
ઉત્તર : વિદ્યુતવિભાજનીય શુદ્ધીકરણ પ્રક્રિયામાં ગોલ્ડ, સિલ્વર, પ્લૅટિનમ જેવી અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ પાત્રના તળિયે કાદવરૂપે જમા (નિક્ષેપિત) થાય છે, જેને ઍનોડ પંક કહે છે.
(5) ક્ષારણ
ઉત્તર : પાણી, હવા અને ભેજના સંપર્કમાં રહેલી ધાતુને કાટ લાગે છે. આ કાટ લાગવાની ક્રિયાને ક્ષારણ કહે છે.
(6) મિશ્રધાતુ
ઉત્તર : બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુના સમાંગ મિશ્રણને મિશ્રધાતુ કહે છે.
પ્રશ્ન 4. ખાલી જગ્યા પૂરો :
(1) ………. ચમકદાર અધાતુ છે.
(2) હીરો અને ગ્રેફાઇટ …….. ના અપરરૂપ છે.
(3) ધાતુઓ ……… ઑક્સાઇડ આપે છે.
(4) કૉપર (II) ઑક્સાઇડ ………. રંગનો છે.
(5) સોલ્ડર એ ……… અને ………. ની મિશ્રધાતુ છે.
(6) મિશ્રધાતુની વિદ્યુતવાહકતા અને ગલનબિંદુ શુદ્ધ ધાતુઓ કરતાં ………. હોય છે.
(7) સક્રિયતા શ્રેણીમાં તળિયે રહેલી ધાતુઓ સૌથી ………. સક્રિય છે.
(8) ધાતુમાં રહેલી મોટી માત્રાની અશુદ્ધિઓ જેવી કે માટી, રેતી વગેરેને ……….. કહે છે.
(9) ધાતુઓને તેમના સંયોજનમાંથી મેળવવાની પદ્ધતિ ………. છે.
(10) મેંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડને ઍલ્યુમિનિયમના ભૂકા સાથે ગરમ કરતાં પ્રવાહી મેંગેનીઝ મળે છે. આ પ્રક્રિયાને …….. પ્રક્રિયા કહે છે.
ઉત્તર :
(1) આયોડિન (I2)
(2) કાર્બન
(3) બેઝિક અથવા ઉભયગુણી
(4) કાળા
(5) સીસું (Pb) અને ટિન (Sn)
(6) ઓછા
(7) ઓછી
(8) ગેંગ
(9) રિડક્શન
(10) થર્મિટ
પ્રશ્ન 5. નીચેનાં વિધાનો ખરાં છે કે ખોટાં તે જણાવો :
(1) બધી જ ધાતુઓની સખતાઈ સમાન હોય છે.
(2) ચાંદી અને કૉપર ઉષ્માના ઉત્તમ વાહકો છે.
(3) બ્રોમિન વાયુ છે.
(4) ગ્રેફાઇટ ઉષ્માનું અવાહક છે.
(5) Li, Na અને Kને છરી વડે કાપી શકાય છે.
(6) અધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ પાણીમાં ઓગળે ત્યારે ઍસિડ બનાવે છે.
(7) મૅગ્નેશિયમ હવામાં ઝગારા મારતી વાદળી જ્યોત સાથે સળગે છે.
(8) મૅગ્નેશિયમ એ સોડિયમ કરતાં ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
(9) ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુ ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી, પરંતુ તે બાષ્પ સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુ-ઑક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે.
(10) ઍક્વા રીજિયા દ્રાવણમાં સોનું કે પ્લેટિનમ ઓગળતા નથી.
(11) પ્રતિક્રિયાત્મકતા Mg > Al > Znના ક્રમમાં ઘટે છે.
(12) કૉપર મંદ HCI સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
(13) મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડમાં બે આયનીય બંધ હોય છે.
(14) ઇલેક્ટ્રૉનની આપ-લે દ્વારા બનતાં સંયોજનો આયનીય સંયોજનો ઉપરાંત વિદ્યુતસંયોજક સંયોજનોના નામે પણ ઓળખાય છે.
(15) વિદ્યુતસંયોજક સંયોજનો કેરોસીન અને પેટ્રોલમાં દ્રાવ્ય હોય છે.
ઉત્તર :
( 1 ) ખોટું
( 2 ) ખરું
( 3 ) ખોટું
( 4 ) ખોટું
( 5 ) ખરું
( 6 ) ખરું
( 7 ) ખોટું
( 8 ) ખરું
( 9 ) ખરું
(10) ખોટું
(11) ખરું
(12) ખોટું
(13) ખરું
(14) ખરું
(15) ખોટું
પ્રશ્ન 6. નીચેના દરેક પ્રશ્ન માટે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરી ઉત્તર લખો :
1. નીચેનામાંથી મિશ્રધાતુ કઈ છે?
A. બ્રાસ
B. બ્રૉન્ઝ
C. સ્ટીલ
D. આપેલ તમામ
ઉત્તર : D. આપેલ તમામ
2. બૅડમિન્ટનની રમતમાં સાનિયા નેહવાલ બ્રોન્ઝ મેડલ જીતે છે, તો તે મેડલ કઈ ધાતુઓનો બનેલો હશે?
A. Cu અને Zn
B. Cu અને Sn
C. Pb અને Sn
D. Cu અને Pb
ઉત્તર : B. Cu અને Sn
3. સૌથી વધુ ટીપી શકાય તેવી ધાતુ કઈ છે?
A. સોનું
B. સીસું
C. A અને B બંને
D. આપેલ પૈકી એક પણ નહિ
ઉત્તર : A. સોનું
4. ઉષ્માના ઉત્તમ વાહકો તરીકે કઈ ધાતુ ઉપયોગી નથી?
A. ચાંદી
B. કૉપર
C. સીસું
D. આપેલ તમામ
ઉત્તર : C. સીસું
5. વિદ્યુત તાર ઉપર શેનું અસ્તર લગાવેલ હોય છે?
A. DDT
B. PVC
C. PTFE
D. PAN
ઉત્તર : B. PVC
6. ઓરડાના તાપમાને કઈ ધાતુ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે?
A. પારો
B. બ્રોમિન
C. સોડિયમ
D. કૅલ્શિયમ
ઉત્તર : A. પારો
7. કાર્બનનું કયું અપરરૂપ સૌથી સખત કુદરતી પદાર્થ તરીકે જાણીતું છે?
A. ચૅફાઇટ
B. હીરો
C. કોક
D. કાર્બન બ્લૅક
ઉત્તર : B. હીરો
8. મોટા ભાગના ધાતુ-ઑક્સાઇડ પાણીમાં કેવા હોય છે?
A. દ્રાવ્ય
B. અદ્રાવ્ય
C. અલ્પ દ્રાવ્ય
D. સુદ્રાવ્ય
ઉત્તર : B. અદ્રાવ્ય
9. Al ને હવાના સંપર્કમાં લાવતાં તેની ઉપર કોનું પડ લાગે છે?
A. Al3O2
B. Al2O3
C. AlO
D. AlN
ઉત્તર : B. Al2O3
10. HNO3 નું રિડક્શન નીચેનામાંથી શેમાં થાય છે?
A. NO
B. NO2
C. N2O
D. આપેલ તમામ
ઉત્તર : D. આપેલ તમામ
11. કઈ પ્રક્રિયા દરમિયાન સામાન્ય સંજોગોમાં ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થતો નથી?
A. ધાતુ + મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ
B. ધાતુ + મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ
C. ધાતુ + મંદ નાઇટ્રિક ઍસિડ
D. ધાતુ + પાણી
ઉત્તર : D. ધાતુ + પાણી
12. નીચેના પૈકી શામાં વિસ્થાપન પ્રક્રિયા શક્ય છે?
A. NaCl નું દ્રાવણ + તાંબાનો સિક્કો
B. MgCl2 નું દ્રાવણ + ઍલ્યુમિનિયમનો સિક્કો
C. FeSO4 નું દ્રાવણ + ચાંદીનો સિક્કો
D. AgNO3 નું દ્રાવણ + તાંબાનો સિક્કો
ઉત્તર : D. AgNO3 નું દ્રાવણ + તાંબાનો સિક્કો
13. નીચેનાં પૈકી કયું વિધાન ખોટું છે?
A. લોખંડનું ક્ષારણ હવા અને પાણીના સંપર્કથી થાય છે.
B. ધાતુનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચાં હોય છે.
C. કાર્બોનેટયુક્ત કાચી ધાતુને ધાતુ-ઑક્સાઇડમાં રૂપાંતર કરવાની પદ્ધતિને કૅલ્સિનેશન કહે છે.
D. ઓછી સક્રિય ધાતુનું તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વધુ સક્રિય ધાતુ વડે વિસ્થાપન થાય છે.
ઉત્તર : B. ધાતુનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચાં હોય છે.
મૂલ્યો આધારિત પ્રશ્નોત્તર (Value Based Questions with Answers)
1. અરવિંદે શાળાના સભાખંડમાં “ભારે ધાતુઓનો ઉપયોગ કેવી રીતે ઘટાડી શકાય” તે વિષય પર પ્રવચન આપ્યું. તેણે જણાવ્યું કે પારો ધરાવતું થરમૉમિટર જ્યારે તૂટે અને તેને નકામા કચરામાં ફેંકવામાં આવે ત્યારે કેવી રીતે તે જમીન અને જમીન તળના પાણીને પ્રદૂષિત કરે છે. વધુમાં તેણે દર્શાવ્યું કે કૅડ્મિયમ અને લેડ કેવી રીતે આરોગ્ય માટે ખતરનાક સમસ્યાઓ સર્જી શકે છે.
(1) મોબાઇલની બૅટરીમાં રહેલી બે ભારે ધાતુનાં નામ આપો.
(2) જો આહારશૃંખલામાં મરક્યુરી પ્રવેશે ત્યારે તેના લીધે કયો રોગ થાય છે?
(3) ઉપરોક્ત કાર્યમાં અરવિંદના કયા ગુણો પ્રદર્શિત થાય છે?
ઉત્તર :
(1) મોબાઇલની બૅટરીમાં રહેલી બે ભારે ધાતુઓ લેડ અને કૅમિયમ છે.
(2) મરક્યુરીના લીધે મીનામાટા રોગ થાય છે.
(3) અહીં અરવિંદમાં સહકારની ભાવનાની શીખ, કુદરતની સંભાળ અને જવાબદાર નાગરિક તરીકેની વર્તણૂકના ગુણ પ્રદર્શિત થાય છે.
2. એક ઝવેરી 22 કૅરેટ સોનાના દાગીના બનાવે છે અને તેના ગ્રાહકો પાસેથી 24 કૅરેટ સોનાનો ભાવ વસૂલે છે. તેનો વ્યવસાય આ વ્યવહારને લીધે વધે છે.
(1) આપણે શા માટે 24 કૅરેટ સોનાના દાગીના બનાવી શકતા નથી?
(2) સોનાના દાગીનાની બનાવટમાં ઉમેરી શકાય તેવી બે ધાતુઓનાં નામ આપો.
(3) ઝવેરીની આ વર્તણૂકમાં તેનો કયો દુર્ગુણ જોવા મળે છે?
ઉત્તર :
(1) 24 કૅરેટ સોનું ખૂબ જ નરમ હોય છે. આથી 24 કૅરેટ સોનામાંથી બનાવેલા દાગીનાનો આકાર દબાણને લીધે બદલાઈ જાય છે. આથી 24 ગૅરેટ સોનામાંથી દાગીના બનાવવા એ સલાહભર્યું નથી.
(2) સોનાને મજબૂત બનાવવા માટે તેમાં કૉપર અને સિલ્વર ઉમેરી શકાય છે.
(3) ઝવેરીની આ વર્તણૂકમાં તેનો વ્યવસાયવૃત્તિ પ્રત્યેનો લોભ જોવા મળે છે.
3. નમને તેના મિત્રને સાઇકલ ચલાવતો જોયો. તેણે જોયું કે, સાઇકલના પેડલની ધાર પર કાટ લાગેલો. તેણે મિત્રને સલાહ આપી કે તે પેડલનું પુનઃસંધાન કરી અને તેના પર તૈલીરંગનું આવરણ લગાડે.
(1) લોખંડને શા માટે કાટ લાગે છે?
(2) કાટને અટકાવવાના બે ઉપાયો જણાવો.
(3) ઉપરોક્ત કાર્યમાં નમનનો કયો ગુણ જોવા મળે છે?
ઉત્તર :
(1) લોખંડ જ્યા૨ે હવા અને ભેજના સંપર્કમાં આવે ત્યારે રાસાયણિક ફેરફારો થવાને લીધે કાટ લાગે છે.
(2) કાટને અટકાવવાના બે ઉપાયો : ( i ) લોખંડ પર રંગ કરો. (ii) લોખંડ પર ગ્રીઝ કે તેલ લગાવો.
(3) નમનમાં જાગરૂકતા, બુદ્ધિમત્તા અને મદદરૂપ સ્વભાવનો ગુણ જોવા મળે છે.
પ્રાયોગિક કૌશલ્યો આધારિત પ્રશ્નોત્તર (Practical Skill Based Questions with Answers)
1. પ્રયોગશાળામાં સક્રિયતા શ્રેણીના પ્રયોગ દરમિયાન આવશ્યક એવાં સલામતીનાં ચાર પગલાં જણાવો.
ઉત્તર :
(1) ધાતુઓ અથવા અન્ય રસાયણો ચામડીના સંપર્કમાં ન આવવા જોઈએ.
(2) પ્રયોગ દરમિયાન ઉદ્ભવતો ધુમાડો અથવા વાયુ શ્વસનમાં ન જવો જોઈએ.
(3) કોઈ પણ રસાયણ અથવા દ્રવ્યની સ્વાદ પરખ ના કરવી જોઈએ.
(4) રસાયણોનો ઉપયોગ કરતી વખતે સલામતી માટે ગોગલ્સ, હાથમોજાં અને એપ્રનનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
2. તમે પ્રયોગશાળામાં આયર્ન સલ્ફેટ, કૉપર સલ્ફેટ અને બેરિયમ સલ્ફેટને કેવી રીતે ઓળખશો?
ઉત્તર : રંગ પરથી ઓળખી શકાય. જેમ કે, આયર્ન સલ્ફેટ લીલા રંગનો, કૉપર સલ્ફેટ વાદળી રંગનો અને બેરિયમ સલ્ફેટ સફેદ રંગનો હોય છે.
3. સફેદ રંગના ત્રણ ધાતુના ક્ષારોનાં નામ અને અણુસૂત્રો લખો.
ઉત્તર : ( 1 ) ઝિંક સલ્ફેટ (ZnSO4)
( 2 ) મૅગ્નેશિયમ સલ્ફેટ (MgSO4)
( 3 ) ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ (Al2(SO4)3)
ઉપરોક્ત ત્રણેય ધાતુક્ષારો સફેદ રંગના છે.
4. એક વિદ્યાર્થી પ્રયોગશાળામાં પ્રયોગ કરતી વખતે કૉપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ ભરેલી કસનળીમાં લોખંડની ચમચી મૂકી દે છે. તેણે બીજા દિવસે શું અવલોકન કર્યું?
ઉત્તર : વિદ્યાર્થીએ બીજા દિવસે અવલોકન કર્યું કે કૉપર સલ્ફેટના દ્રાવણનો વાદળી રંગ બદલાઈને લીલો થયો છે અને લોખંડની ચમચી જેટલી દ્રાવણમાં ડૂબેલી હતી, તેટલા ભાગ ૫૨ કથ્થાઈ રંગની ધાતુનું આવરણ લાગેલું જોયું.
5. પ્રયોગશાળાના સહાયકે ત્રણ દ્રાવણો ઝિંક સલ્ફેટ, મૅગ્નેશિયમ સલ્ફેટ અને ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ બનાવ્યાં. પરંતુ દ્રાવણોની શીશી પર નામનિર્દેશ કરવાનું ભૂલી ગયો. આપ જે-તે દ્રાવણની શીશી પર ધાતુની સક્રિયતાના અભ્યાસ પરથી કેવી રીતે નામનિર્દેશ કરશો?
ઉત્તર : ત્રણ શીશી લઈ, તેમાં બનાવેલ જુદાં જુદાં દ્રાવણ લો. મૅગ્નેશિયમ ધાતુનો નાનો ટુકડો તેમાં નાખો. જે શીશીમાં પ્રક્રિયા થતી નથી, તે દ્રાવણ મૅગ્નેશિયમ સલ્ફેટ હશે. તે જ રીતે અન્ય બે દ્રાવણોની ઓળખ માટે, બંને દ્રાવણો બે જુદી જુદી શીશીમાં લઈ, તેમાં ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુનો ટુકડો નાખો. જે શીશીમાં પ્રક્રિયા થતી નથી, તે ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ ધરાવે છે અને અન્ય શીશીમાં ઝિંક સલ્ફેટ હશે. આમ, ધાતુની સક્રિયતાના અભ્યાસ પરથી શીશી પર નામનિર્દેશ કરી શકાય.
हमसे जुड़ें, हमें फॉलो करे ..
- Telegram ग्रुप ज्वाइन करे – Click Here
- Facebook पर फॉलो करे – Click Here
- Facebook ग्रुप ज्वाइन करे – Click Here
- Google News ज्वाइन करे – Click Here