RBSE Class 10 Science Chapter 3 Solutions in Hindi — धातु एवं अधातु | पासबुक हल, नोट्स

अन्य महत्त्वपूर्ण प्रश्न

बहुविकल्पीय प्रश्न-

1. ठण्डे जल के साथ अभिक्रिया करके $H_{2}$ गैस प्रस्तुत करने वाली धातु है— (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2026)

प्रश्न 2. अभिक्रियाशीलता का सही घटता क्रम है— (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2026)

प्रश्न 3. धातुओं की अभिक्रियाशीलता के आधार पर सबसे अधिक क्रियाशील धातु है— (माध्य. शिक्षा बोर्ड, मॉडल पेपर, 2025-26)

प्रश्न 4. पीतल एक मिश्र धातु है—

प्रश्न 5. सल्फाइड अयस्क से धातु का ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए किस विधि का उपयोग किया जाता है—

प्रश्न 6. निम्नलिखित में से कौनसी अधातु द्रव अवस्था में पायी जाती है? (प्रश्न बैंक)

प्रश्न 7. वह अधातु जो चमकीली होती है—

प्रश्न 8. निम्न में से कौनसी अधातु विद्युत की सुचालक है?

प्रश्न 9. आयनिक यौगिक निम्न में से किसमें घुलनशील होते हैं?

प्रश्न 10. विद्युत तारों की परस्पर वेल्डिंग के लिए प्रयुक्त मिश्र धातु है—

प्रश्न 11. कुछ धातुओं को पीटकर पतली चादर बनाया जा सकता है। इस गुणधर्म को कहते हैं—

प्रश्न 12. सोल्डर नामक मिश्रधातु के अवयव हैं—

अथवा

सोल्डर मिश्रधातु का गलनांक बहुत कम होता है—इसमें शामिल है— (प्रश्न बैंक)

प्रश्न 13. अति शुद्ध सोना कितने कैरेट का होता है—

प्रश्न 14. कौनसी धातु हथेली पर रखने से पिघलने लगती है—

प्रश्न 15. अम्लराज (ऐक्वा-रेजिया) है—

प्रश्न 16. सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है—

प्रश्न 17. उभयधर्मी ऑक्साइड है—

प्रश्न 18. किरोसिन तेल में किस धातु को डुबोकर रखा जाता है?

प्रश्न 19. जल या भाप के साथ अभिक्रिया नहीं करने वाली धातु है—

प्रश्न 20. सबसे अधिक अभिक्रियाशील धातु है—

प्रश्न 21. निम्न में से उत्कृष्ट गैस है— (माध्य. शिक्षा बोर्ड, मॉडल पेपर, 2022-23)

22. प्रकृति में स्वतंत्र अवस्था में पाई जाने वाली धातु है-

24. एक तत्व $Q$ मुलायम है और चाकू से आसानी से काटा जा सकता है। तत्व ठंडे जल के साथ तेजी से अभिक्रिया करता है।

अग्रलिखित में से तत्व को पहचानिये- (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2022)

26. एक्वारेजिया में सांद्र $HCl$ तथा सांद्र $HNO_{3}$ किस अनुपात में होते हैं- (प्रश्न बैंक)

28. यशदलेपन विधि में लोहे व इस्पात को जंग से बचाने के लिए किस धातु की परत चढ़ाई जाती है?

30. धातुएं संयोजकता कोश से इलेक्ट्रॉन त्याग कर किसका निर्माण करती हैं? (माध्य. शिक्षा बोर्ड, मॉडल पेपर, 2023-24)

32. ऊष्मा का सबसे अच्छा चालक है- (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2024)

34. कार्बन का क्रिस्टलीय अपररूप है- (प्रश्न बैंक)

36. विद्युत तारों की परस्पर वेल्डिंग के लिए कौनसी मिश्र धातु को प्रयुक्त करते हैं? (प्रश्न बैंक)

38. धातु जो कमरे के ताप पर द्रव अवस्था में पायी जाती है? (प्रश्न बैंक)

40. वायु में लम्बे समय तक उद्भासन से सिल्वर की वस्तुएँ काली हो जाती है। यह किसके बनने से होता है? (प्रश्न बैंक)

$CuSO_{4}(aq)+Zn(s) \rightarrow ZnSO_{4}(aq)+Cu$

(नीला) (रंगहीन)

प्रश्न 11. प्रकृति में धातुएँ किस अवस्था में पाई जाती हैं? समझाइए।

उत्तर- पृथ्वी की भूपर्पटी धातुओं का मुख्य स्रोत है। समुद्री जल में भी $NaCl, MgCl_{2}$ आदि विलेय लवण उपस्थित रहते हैं। कुछ धातुएँ भूपर्पटी में स्वतंत्र अवस्था में पाई जाती हैं। कुछ धातुएँ यौगिकों के रूप में मिलती हैं। सक्रियता

श्रेणी में नीचे आने वाली धातुएँ जैसे-गोल्ड, सिल्वर, प्लैटिनम आदि स्वतंत्र अवस्था में पाई जाती हैं। कॉपर एवं सिल्वर, अपने सल्फाइड या ऑक्साइड अयस्क के रूप में संयुक्त अवस्था में भी पाए जाते हैं।

सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर की धातुएँ ( $K$ , $Na$ , $Ca$ , $Mg$ एवं $Al$ ) इतनी अधिक अभिक्रियाशील होती हैं कि ये कभी भी स्वतंत्र अवस्था में नहीं पाई जातीं। सक्रियता श्रेणी के मध्य की धातुएँ ( $Zn$ , $Fe$ , $Pb$ आदि) की अभिक्रियाशीलता मध्यम होती है। पृथ्वी की भूपर्पटी में ये मुख्यतः ऑक्साइड, सल्फाइड या कार्बोनेट के रूप में पाई जाती हैं। कई धातुओं के अयस्क ऑक्साइड होते हैं। ऑक्सीजन की अत्यधिक अभिक्रियाशीलता एवं पृथ्वी पर इसके प्रचुर मात्रा में पाए जाने के कारण ऑक्साइड बनते हैं।

प्रश्न 12. भर्जन तथा निस्तापन में अन्तर बताइए।

अथवा

निस्तापन तथा भर्जन में क्या अन्तर है? (प्रश्न बैंक)

उत्तर-

प्रश्न 13. सोने की शुद्धता किसमें मापी जाती है? शुद्ध सोने के आभूषण क्यों नहीं बनाए जाते हैं?

उत्तर- सोने की शुद्धता कैरेट में मापी जाती है। शुद्ध सोने को 24 कैरेट कहते हैं तथा यह काफी नर्म होता है। इसलिए यह आभूषण बनाने के लिए उपयुक्त नहीं होता है। इसे कठोर बनाने के लिए इसमें चाँदी या ताँबा मिलाया जाता है। भारत में अधिकांश आभूषण बनाने के लिए 22 कैरेट सोने का उपयोग किया जाता है। इसका अर्थ यह है कि 22 भाग शुद्ध सोने में 2 भाग ताँबा या चाँदी का मिलाया जाता है।

प्रश्न 14. (a) खुली वायु में कुछ दिन रखने पर सिल्वर (चाँदी) की वस्तुएँ काली हो जाती हैं। क्यों?

प्रश्न 15. जिंक, आयरन से भी अधिक विद्युत धनी है, अतः इसका संक्षारण, आयरन से अधिक तेजी से होना चाहिए लेकिन ऐसा नहीं होता जबकि इसे आयरन के रक्षण (गैल्वेनीकरण) हेतु प्रयुक्त करते हैं। क्यों?

उत्तर- जिंक जब आर्द्र वायु के सम्पर्क में आता है तो इस पर क्षारीय जिंक कार्बोनेट $(Zn(OH)_{2}ZnCO_{3})$ की रक्षी परत बन जाती है। यह परत जिंक की पुनः अभिक्रिया से रक्षा करती है। अतः जिंक का संक्षारण नहीं होता इस कारण इसे लोहे को जंग लगने से बचाने के लिए प्रयोग में लिया जाता है।

प्रश्न 16. थर्मिट अभिक्रिया किसे कहते हैं? अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण दीजिए।

उत्तर- अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुएँ जैसे-सोडियम, कैल्शियम, ऐलुमिनियम आदि निम्न अभिक्रियाशीलता वाले धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर सकती है। यह विस्थापन अभिक्रियाएँ अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती हैं। इनमें उत्सर्जित ऊष्मा की मात्रा इतनी अधिक होती है कि धातुएँ गलित अवस्था में प्राप्त होती हैं। इसलिए आयरन (III) ऑक्साइड ( $Fe_{2}O_{3}$ ) के साथ ऐलुमिनियम की अभिक्रिया का उपयोग रेल की पटरी एवं मशीनी पुर्जों की दरारों को जोड़ने के लिए किया जाता है। इस अभिक्रिया को थर्मिट अभिक्रिया कहते हैं।

$Fe_{2}O_{3}(s)+2Al(s) \rightarrow 2Fe(l)+Al_{2}O_{3}(s)+\text{ऊष्मा}$

प्रश्न 17. (a) लोहे का शुद्ध अवस्था में उपयोग नहीं किया जाता। क्यों?

(b) लोहे की कठोरता बढ़ाने के लिए क्या किया जाता है? इससे स्टेनलेस इस्पात (स्टील) किस प्रकार बनाया जाता है?

उत्तर :

इस प्रकार लोहे के साथ अन्य पदार्थ मिलाने से इसके गुण बदल जाते हैं।

प्रश्न 18. शुद्ध धातु की तुलना में मिश्र धातु में गलनांक व विद्युत चालकता में क्या परिवर्तन आ जाता है? उदाहरण देकर समझाइए।

उत्तर : शुद्ध धातु की अपेक्षा उसके मिश्र धातु की विद्युत चालकता तथा गलनांक कम होता है। उदाहरण के लिए ताँबा एवं जस्ते ( $Cu$ एवं $Zn$ ) की मिश्र धातु 'पीतल' तथा ताम्र एवं टिन ( $Cu$ एवं $Sn$ ) की मिश्र धातु 'काँसा' विद्युत के कुचालक हैं, जबकि ताम्र का उपयोग विद्युतीय परिपथ बनाने में किया जाता है। सीसा एवं टिन ( $Pb$ एवं $Sn$ ) की मिश्र धातु 'सोल्डर' है जिसका गलनांक बहुत कम होता है इसलिए इसका उपयोग विद्युत तारों की परस्पर वेल्डिंग के लिए किया जाता है।

प्रश्न 19. सक्रियता श्रेणी में नीचे आने वाली धातुओं का निष्कर्षण किस प्रकार किया जाता है? समझाइए।

उत्तर : सक्रियता श्रेणी में नीचे आने वाली धातुएँ बहुत कम क्रियाशील होती हैं। इन धातुओं के ऑक्साइड को केवल गर्म करने से ही धातु प्राप्त किया जा सकता है। जैसे-सिनाबार ( $HgS$ ) मर्करी (पारद) का एक अयस्क है। इसे वायु में गर्म करने पर यह सबसे पहले मर्क्यूरिक ऑक्साइड ( $HgO$ ) में परिवर्तित होता है और अधिक गर्म करने पर मर्क्यूरिक ऑक्साइड मर्करी (पारद) में अपचयित हो जाता है।

$2HgS_{(s)}+3O_{2(g)} \rightarrow \text{तापन}2HgO_{(s)}+2SO_{2(g)}$

$2HgO_{(s)} \rightarrow \text{तापन}2Hg_{(l)}+O_{2(g)}$

इसी प्रकार, प्राकृतिक रूप से $Cu_{2}S$ के रूप में उपलब्ध ताँबे (कॉपर) को केवल वायु में गर्म करके इसको अयस्क से अलग किया जा सकता है।

$2Cu_{2}S+3O_{2(g)} \rightarrow \text{तापन}2Cu_{2}O_{(s)}+2SO_{2(g)}$

$2Cu_{2}O+Cu_{2}S \rightarrow \text{तापन}6Cu_{(s)}+SO_{2(g)}$

प्रश्न 20. अयस्कों का सान्द्रण क्यों किया जाता है?

उत्तर : खनिज अयस्कों में अनेक अशुद्धियाँ, जैसे-पत्थर के टुकड़े, मिट्टी, रेत आदि होती हैं, जिन्हें गैंग या आधात्री कहते हैं। सान्द्रण की क्रिया द्वारा इन अशुद्धियों को दूर किया जाता है। सान्द्रण की क्रिया कर लेने के बाद अयस्क धातु के निष्कर्षण के लिए अधिक उपयुक्त बन जाते हैं।

प्रश्न 21. अयस्कों के समृद्धिकरण तथा धातुओं के परिष्करण में अन्तर कीजिए।

उत्तर :

प्रश्न 22. किसी धातु की तनु $H_{2}SO_{4}$ अम्ल से क्रिया कराई जाती है। उत्सर्जित गैस को चित्र में दिखाई विधि से एकत्र किया जाता है। निम्नलिखित के उत्तर दीजिए-

(e) गैस का रासायनिक सूत्र लिखें।

[गैस एकत्र करने की विधि (अधोमुखी विस्थापन)]

उत्तर-

(e) गैस का रासायनिक सूत्र = $H_{2}$

प्रश्न 23. आयनिक यौगिक ठोस अवस्था में विद्युत का चालन नहीं करते परन्तु गलित अवस्था में या जलीय विलयन के रूप में विद्युत का चालन करते हैं। इसके पीछे क्या वैज्ञानिक कारण है?

उत्तर- ठोस अवस्था में आयनिक यौगिक विद्युत का चालन नहीं करते क्योंकि ठोस अवस्था में दृढ़ संरचना के कारण आयनों की गति संभव नहीं होती है। परन्तु आयनिक यौगिक गलित अवस्था या जलीय विलयन के रूप में विद्युत का चालन करते हैं क्योंकि इन अवस्थाओं में विपरीत आवेश वाले आयनों के मध्य स्थिर वैद्युत आकर्षण बल ऊष्मा के कारण कमजोर पड़ जाता है। इसलिए आयन स्वतंत्र रूप से गमन करते हैं और विद्युत का चालन करते हैं।

प्रश्न 24. ताँबे के विद्युत अपघटनी परिष्करण का नामांकित चित्र बनाइये। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, मॉडल पेपर, 2021-22; प्रश्न बैंक)

[ताँबे का विद्युत अपघटनी परिष्करण]

उत्तर-

चित्र- ताँबे का विद्युत अपघटनी परिष्करण

प्रश्न 25. लवण के विलयन की चालकता की जाँच का नामांकित चित्र बनाइये। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2022)

[लवण के विलयन की चालकता की जाँच]

उत्तर-

चित्र- लवण के विलयन की चालकता की जाँच

प्रश्न 26. तन्यता को परिभाषित कीजिए और सबसे अधिक तन्य धातु का नाम लिखिए। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2022)

उत्तर- तन्यता- धातु को पतले तार के रूप में खींचने की क्षमता को तन्यता कहते हैं।

सबसे अधिक तन्य धातु- सोना।

प्रश्न 27. भर्जन तथा निस्तापन को परिभाषित कीजिए। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2023)

उत्तर- (i) भर्जन- सल्फाइड अयस्क को वायु की उपस्थिति में अधिक ताप पर गर्म करने पर यह ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। यह प्रक्रिया भर्जन कहलाती है।

(ii) निस्तापन- कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में अधिक ताप पर गर्म करने से यह ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रक्रिया को निस्तापन कहते हैं।

प्रश्न 28. "धातुएँ विद्युत की सुचालक होती हैं।"

उपरोक्त कथन के प्रयोगशाला परीक्षण के लिए प्रयुक्त व्यवस्थित उपकरण को चित्रित कीजिए। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2024)

उत्तर-

[विद्युत चालकता परीक्षण हेतु परिपथ]

चित्र- धातुएँ विद्युत की सुचालक हैं

प्रश्न 29. यदि कॉपर आर्द्र कार्बन डाइऑक्साइड में पड़ा रहता है तो इसकी सतह पर क्या प्रभाव पड़ेगा? वर्णन कीजिए। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2025)

उत्तर- कॉपर वायु में उपस्थित आर्द्र कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, जिससे इसकी सतह से भूरे रंग की चमक धीरे-धीरे खत्म हो जाती है तथा इस पर हरे रंग की परत चढ़ जाती है। यह हरा पदार्थ बेसिक कॉपर कार्बोनेट होता है।

प्रश्न 30. धातुकर्म क्या है? गैंग से आप क्या समझते हैं? (प्रश्न बैंक)

उत्तर- धातुकर्म- अयस्क से धातु के निष्कर्षण तथा उसका परिष्करण कर उपयोगी बनाने के प्रक्रम को धातुकर्म कहते हैं।

गैंग- पृथ्वी से खनिज अयस्कों में मिट्टी, रेत आदि जैसी कई अशुद्धियाँ होती हैं जिन्हें गैंग कहते हैं।

प्रश्न 31. आयनिक यौगिकों के 3 गुणधर्म लिखिए। (प्रश्न बैंक)

उत्तर- (i) गलनांक एवं क्वथनांक- आयनिक यौगिकों का गलनांक एवं क्वथनांक बहुत अधिक होता है, क्योंकि मजबूत अन्तर-आयनिक आकर्षण को तोड़ने के लिए ऊर्जा की पर्याप्त मात्रा की आवश्यकता होती है।

(ii) घुलनशीलता- वैद्युत संयोजक यौगिक सामान्यतः जल में घुलनशील तथा किरोसिन, पेट्रोल आदि जैसे विलायकों में अविलेय होते हैं।

(iii) विद्युत चालकता- आयनिक यौगिक जलीय विलयन एवं गलित अवस्था में विद्युत का चालन करते हैं लेकिन ठोस अवस्था में आयनिक यौगिक विद्युत का चालन नहीं करते हैं।

प्रश्न 32. धातु एवं अधातु के ऑक्साइडों की प्रकृति कैसी होती है? उदाहरण देकर समझाइए। (प्रश्न बैंक)

उत्तर- धातुओं के ऑक्साइड की प्रकृति- अधिकांश धातु ऑक्साइडों की प्रकृति 'क्षारीय' होती है क्योंकि ये अम्ल के साथ क्रिया कर लवण व जल बनाते हैं। जैसे- कॉपर ऑक्साइड।

लेकिन एल्युमिनियम ऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड जैसी कुछ धातु ऑक्साइड अम्लीय या क्षारीय दोनों प्रकार के व्यवहार प्रदर्शित करती है। ऐसे धातु ऑक्साइड जो अम्ल तथा क्षारक दोनों से अभिक्रिया करके लवण तथा जल प्रदान करते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं।

अधातुओं के ऑक्साइड की प्रकृति—अधातुओं के ऑक्साइड अम्लीय या उदासीन होते हैं। जैसे— $CO_{2}$ कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड जो एक क्षारक है के, साथ क्रिया कर लवण व जल का निर्माण करते हैं।

प्रश्न 33. निम्न में अभिक्रियाओं के आधार पर पदार्थ 'X' को पहचानिए। (प्रश्न बैंक)

A, B और C के नाम व सूत्र भी लिखिए।

[Flowchart showing X reacting with Zn, HCl, and CH_3COOH]

उत्तर— पदार्थ 'X' = सोडियम हाइड्रॉक्साइड ( $NaOH$ )

A = सोडियम जिंकट ( $Na_{2}ZnO_{2}$ )

B = सोडियम क्लोराइड ( $NaCl$ )

C = सोडियम ऐसीटेट ( $CH_{3}COONa$ )

प्रश्न 34. एक यौगिक जिसका उपयोग टूटी हुई हड्डियों को जोड़ने में प्लास्टर हेतु किया जाता है, यह पदार्थ जल अवशोषित करने पर कठोर हो जाता है। उस पदार्थ को पहचानिए और रासायनिक सूत्र लिखिए। उसके निर्माण की रासायनिक समीकरण लिखिए। (प्रश्न बैंक)

उत्तर— यौगिक का नाम—कैल्सियम सल्फेट हेमिहाइड्रेट

यौगिक का सूत्र— $CaSO_{4}·\frac{1}{2}H_{2}O$

रासायनिक समीकरण—

$CaSO_{4}·\frac{1}{2}H_{2}O+1\frac{1}{2}H_{2}O \rightarrow CaSO_{4}·2H_{2}O$

(प्लास्टर ऑफ पेरिस) (जिप्सम)

प्रश्न 35. एक तत्व A ऑक्साइड $A_{2}O_{3}$ बनाता है जो अम्लीय प्रकृति का है। धातु या अधातु के रूप में A को पहचानिए। यह ऑक्साइड अम्लीय या क्षारीय किस प्रकृति का होगा? (प्रश्न बैंक)

उत्तर— तत्व 'A' = 'धातु' है।

$4Al+3O_{2} \rightarrow 2Al_{2}O_{3}$

(एल्युमिनियम) (एल्युमिनियम ऑक्साइड)

एल्युमिनियम ऑक्साइड अम्लीय तथा क्षारीय दोनों प्रकार का व्यवहार प्रदर्शित करता है।

प्रश्न 36. विद्युत हीटर का तापन तार किसका बना होता है? किसी विद्युत हीटर का क्रोड नहीं चमकता जबकि तापन तार चमकता है, कैसे? (प्रश्न बैंक)

उत्तर— विद्युत हीटर का तापन तार 'नाइक्रोम' नामक मिश्र धातु से बना होता है। विद्युत हीटर में, तापन तार का प्रतिरोध ज्यादा होता है, जबकि हीटर के क्रोड का प्रतिरोध कम होता है। ज्यादा प्रतिरोध के कारण तापन तार में ज्यादा ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिससे वह गर्म होकर चमकता है, जबकि कम प्रतिरोध के कारण क्रोड में कम ऊष्मा उत्पन्न होती है, इसलिए वह गर्म तो होता है, लेकिन चमकता नहीं।

दीर्घउत्तरीय प्रश्न—

प्रश्न 1. समझाइए कि किस प्रकार निम्न धातुओं को अपचयन विधि द्वारा उनके यौगिकों से प्राप्त कर सकते हैं-

उत्तर— (A) दिया गया है कि धातु M सक्रियता श्रेणी में मध्यम अभिक्रियाशील धातु है। अतः यह आयरन, जिंक, लैड, कॉपर आदि हो सकती है। ये धातुएँ मध्यम अभिक्रियाशील हैं अतः इन धातुओं को इनके कार्बोनेट एवं सल्फाइड यौगिकों से प्राप्त करने के लिए पहले इन्हें धातु ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है। इस परिवर्तन के लिए भर्जन एवं निस्तापन प्रक्रिया काम में...

विज्ञान कक्षा-X 87

ली जाती है। निस्तापन प्रक्रिया में धातु कार्बोनेटों को सीमित वायु की उपस्थिति में अधिक ताप पर गर्म करते हैं जबकि भर्जन प्रक्रिया में धातु सल्फाइडों को वायु की उपस्थिति में अधिक ताप पर गर्म करते हैं। इस प्रकार प्राप्त धातु ऑक्साइडों का कार्बन (कोयला) या किसी अपचायक से अपचयन करवाकर धातु को प्राप्त किया जाता है।

उदाहरण- जिंक धातु को उसके ऑक्साइड से प्राप्त करने की समीकरण निम्न हैं-

$ZnCO_{3(s)} \rightarrow \text{तापन}2ZnO_{(s)}+2SO_{2(g)}$

$ZnO_{(s)}+C_{(s)} \rightarrow \text{तापन}ZnS_{(s)}+CO_{(g)}$

उत्तर- (A) थर्मिट प्रक्रिया का उपयोग रेल की पटरी एवं मशीनी पुर्जों की दरारों को जोड़ने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में ऐलुमिनियम धातु की आयरन ऑक्साइड से क्रिया कराने पर आयरन (लोहा) धातु गलित अवस्था में प्राप्त होता है।

$Fe_{2}O_{3}(s)+2Al(s) \rightarrow \text{गर्म} \text{करने} \text{पर}2Fe(l)+Al_{2}O_{3}(s)+\text{ऊष्मा}$

इस प्रक्रिया में आयरन ऑक्साइड ( $Fe_{2}O_{3}$ ) से ऑक्सीजन का ह्रास (कमी) होकर आयरन (लोहा) बन रहा है अतः $Fe_{2}O_{3}$ का अपचयन होगा तथा ऐलुमिनियम धातु ( $Al$ ) में ऑक्सीजन का योग (वृद्धि) होकर ऐलुमिनियम ऑक्साइड ( $Al_{2}O_{3}$ ) बन रहा है अतः $Al$ धातु का उपचयन (ऑक्सीकरण) होगा।

प्रश्न 3. कोई धातु $X$ जिसका उपयोग थर्मिट प्रक्रिया में होता है, ऑक्सीजन में गर्म किए जाने पर कोई ऑक्साइड $Y$ बनाती है जो प्रकृति में उभयधर्मी है। $X$ और $Y$ को पहचानिए। ऑक्साइड $Y$ की हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और सोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ अभिक्रियाओं के संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए।

उत्तर- थर्मिट प्रक्रिया में आयरन ऑक्साइड ( $Fe_{2}O_{3}$ ) की क्रिया ऐलुमिनियम धातु से होती है। जब ऐलुमिनियम धातु को ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म करते हैं तो ऐलुमिनियम ऑक्साइड बनता है जो प्रकृति में उभयधर्मी होता है।

$Fe_{2}O_{3}(s)+2Al(s) \rightarrow \text{गर्म} \text{करने} \text{पर}2Fe(l)+Al_{2}O_{3}(s)+\text{ऊष्मा}$ (थर्मिट अभिक्रिया)

$4Al(s)+3O_{2}(g) \rightarrow 2Al_{2}O_{3}(s)$ (उभयधर्मी ऑक्साइड)

अतः धातु ' $X$ ' का नाम 'ऐलुमिनियम' है तथा धात्विक ऑक्साइड ' $Y$ ' का नाम ऐलुमिनियम ऑक्साइड ( $Al_{2}O_{3}$ ) है।

ऐलुमिनियम ऑक्साइड की हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया-

$Al_{2}O_{3}+6HCl \rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}O$

ऐलुमिनियम ऑक्साइड की सोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ अभिक्रिया-

$Al_{2}O_{3}+2NaOH \rightarrow 2NaAlO_{2}+H_{2}O$

(सोडियम मेटा ऐलुमिनेट)

प्रश्न 4. एक धातु $M$ प्रकृति में अपने कार्बोनेट अयस्क के रूप में पाया जाता है। इसका उपयोग लोहे के जस्तीकरण (यशदलेपन) के लिए भी किया जाता है। इस धातु $M$ को पहचानिए तथा इसके इस अयस्क का नाम लिखिए। इस अयस्क से इस धातु को कैसे प्राप्त किया जा सकता है?

उत्तर- लोहे के यशदलेपन में जस्ता (जिंक) धातु का उपयोग किया जाता है। जिंक धातु के कार्बोनेट अयस्क का नाम कैलेमाइन है जिसका सूत्र $ZnCO_{3}$ है। अतः ' $M$ ' धातु का नाम जिंक (जस्ता) है।

**कैलेमाइन ( $ZnCO_{3}$ ) अयस्क से जिंक धातु प्राप्त करना-**

(i) कैलेमाइन एक कार्बोनेट अयस्क है अतः इसे सर्वप्रथम अधिक ताप पर गर्म करके निस्तापन प्रक्रिया द्वारा जिंक ऑक्साइड में बदला जाता है। वायु की सीमित मात्रा में गर्म करने पर $ZnCO_{3}$ जिंक ऑक्साइड तथा कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है।

$ZnCO_{3(s)} \rightarrow \text{निस्तापन} \text{गर्म} \text{करने} \text{पर}ZnO_{(s)}+CO_{2}(g) \uparrow$

कैलेमाइन जिंक ऑक्साइड

(ii) अब इस जिंक ऑक्साइड ( $ZnO$ ) को कार्बन (कोयला या कोक) के साथ गर्म करने पर ऑक्साइड का अपचयन हो जाता है तथा जिंक धातु प्राप्त होती है।

$ZnO_{(s)}+C_{(s)} \rightarrow \Delta Zn_{(s)}+CO_{2}(g) \uparrow$

जिंक ऑक्साइड (कोक) जिंक धातु कार्बन डाइऑक्साइड

प्रश्न 5. कारण बताइए-

उत्तर- (A) प्लैटिनम, सोना एवं चांदी का उपयोग आभूषण बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि ये धातुएँ सक्रियता श्रेणी में निम्नतम स्थान पर होती हैं। इस कारण जल, ऑक्सीजन, अम्लों या क्षारकों से अभिक्रिया नहीं करता है। ये धातुएँ आघातवर्धनीय तथा तन्य भी होती हैं इस कारण आभूषणों के विभिन्न डिजाइन सरलतापूर्वक बनाए जा सकते हैं।

(B) सोडियम तथा पोटैशियम धातु का ज्वलन ताप काफी कम होता है इस कारण ये वायु तथा नमी के संपर्क में आते ही आग पकड़ लेती हैं। इन धातुओं को वायु तथा नमी के सीधे सम्पर्क से बचाये रखने के लिए इन्हें केरोसिन तेल में डुबोकर रखा जाता है।

प्रश्न 6. कॉपर ( $Cu$ ) तथा ऐलुमिनियम ( $Al$ ) को वायु की उपस्थिति में गर्म करने पर क्या होगा? प्राप्त ऑक्साइडों की प्रकृति कैसी है? अभिक्रिया सहित बताइए। क्या धातु ऑक्साइड जल में घुलनशील होते हैं?

उत्तर- जब कॉपर को वायु की उपस्थिति में गर्म किया जाता है तो यह ऑक्सीजन के साथ क्रिया करके काले रंग का कॉपर (II) ऑक्साइड बनाता है।

$2Cu+O_{2} \rightarrow 2CuO$

(कॉपर) [कॉपर (II) ऑक्साइड]

इसी प्रकार ऐलुमिनियम, ऐलुमिनियम ऑक्साइड बनाता है।

$4Al+3O_{2} \rightarrow 2Al_{2}O_{3}$

(ऐलुमिनियम) (ऐलुमिनियम ऑक्साइड)

धातु ऑक्साइड सामान्यतः क्षारीय होते हैं लेकिन ऐलुमिनियम ऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड जैसे कुछ धातु ऑक्साइड अम्लीय तथा क्षारकीय दोनों व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। ऐसे धातु ऑक्साइड जो अम्ल तथा क्षारक दोनों से अभिक्रिया करके लवण तथा जल प्रदान करते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं। अम्ल तथा क्षारक के साथ ऐलुमिनियम ऑक्साइड निम्न प्रकार से अभिक्रिया करता है-

विज्ञान कक्षा-X 89

$Al_{2}O_{3}+6HCl \rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}O$

$Al_{2}O_{3}+2NaOH \rightarrow 2NaAlO_{2}+H_{2}O$

(सोडियम ऐलुमिनेट)

अधिकांश धातु ऑक्साइड जल में अघुलनशील हैं लेकिन इनमें से कुछ ऑक्साइड जल में घुलकर क्षार प्रदान करते हैं। सोडियम ऑक्साइड एवं पोटैशियम ऑक्साइड अग्र प्रकार से जल में घुलकर क्षार प्रदान करते हैं-

$Na_{2}O(s)+H_{2}O(l) \rightarrow 2NaOH(aq)$

$K_{2}O(s)+H_{2}O(l) \rightarrow 2KOH(aq)$

प्रश्न 7. धातुओं की जल के साथ अभिक्रिया, धातु की क्रियाशीलता पर निर्भर करती है। विभिन्न धातुओं के उदाहरण से इसकी व्याख्या कीजिए।

उत्तर- जल के साथ अभिक्रिया करके धातुएँ, धातु ऑक्साइड तथा $H_{2}$ गैस बनाती हैं। कुछ धातु ऑक्साइड जल में विलेय होकर धातु हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं। लेकिन सभी धातुएँ जल के साथ अभिक्रिया नहीं करती हैं। $K$ तथा $Na$ जैसी धातुएँ ठंडे जल के साथ तेजी से अभिक्रिया करती हैं तथा यह अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है जिससे उत्पन्न $H_{2}$ गैस तत्काल प्रज्वलित हो जाती है।

$2K(s)+2H_{2}O(l) \rightarrow 2KOH(aq)+H_{2}(g)+\text{ऊष्मीय} \text{ऊर्जा}$

$2Na(s)+2H_{2}O(l) \rightarrow 2NaOH(aq)+H_{2}(g)+\text{ऊष्मीय} \text{ऊर्जा}$

जल के साथ कैल्शियम की अभिक्रिया थोड़ी धीमी गति से होती है।

$Ca(s)+2H_{2}O(l) \rightarrow Ca(OH)_{2}(aq)+H_{2}(g)$

मैग्नीशियम ठंडे जल के साथ अभिक्रिया नहीं करता है परन्तु गर्म जल के साथ अभिक्रिया करके वह मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड एवं हाइड्रोजन गैस देता है।

ऐलुमिनियम, आयरन तथा जिंक जैसी धातुएँ न तो ठंडे जल के साथ और न ही गर्म जल के साथ अभिक्रिया करती हैं। लेकिन भाप के साथ अभिक्रिया करके ये धातु ऑक्साइड तथा हाइड्रोजन बनाती हैं।

$2Al(s)+3H_{2}O(g) \rightarrow Al_{2}O_{3}(s)+3H_{2}(g)$

$3Fe(s)+4H_{2}O(g) \rightarrow Fe_{3}O_{4}(s)+4H_{2}(g)$

लेड, कॉपर, सिल्वर तथा गोल्ड जैसी धातुएँ जल के साथ बिल्कुल अभिक्रिया नहीं करती हैं।

प्रश्न 8. किसी अयस्क से शुद्ध धातु के निष्कर्षण में प्रयुक्त पदों (चरण) का एक चार्ट बनाइए।

उत्तर- किसी अयस्क से शुद्ध धातु के निष्कर्षण में प्रयुक्त विभिन्न पदों को निम्न चार्ट द्वारा दर्शाया जा सकता है-

[Flowchart of metal extraction process]

चित्र-अयस्क से धातु के निष्कर्षण में प्रयुक्त पद

प्रश्न 9. सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित धातुओं का निष्कर्षण किस विधि से किया जाता है? उदाहरण सहित व्याख्या कीजिए।

उत्तर- सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित धातुएँ ( $K, Na, Ca, Mg$ एवं $Al$ ) अत्यन्त अभिक्रियाशील होती हैं। इन्हें कार्बन के साथ गर्म करके इनके यौगिकों से प्राप्त नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, कार्बन के द्वारा सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम, ऐलुमिनियम आदि के ऑक्साइड का अपचयन कर उन्हें धातुओं में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। इन धातुओं की बंधुता कार्बन की अपेक्षा ऑक्सीजन के प्रति अधिक होती है। इन धातुओं को विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा प्राप्त किया जाता है। जैसे-सोडियम, मैग्नीशियम एवं कैल्शियम को उनके गलित क्लोराइडों के विद्युत अपघटन से प्राप्त किया जाता है। कैथोड (ऋण आवेशित इलेक्ट्रोड) पर धातुएँ निक्षेपित हो जाती हैं तथा एनोड (धन आवेशित इलेक्ट्रोड) पर क्लोरीन मुक्त होती है। अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं-

कैथोड पर: $Na^{+}+e^{-} \rightarrow Na_{(s)}$

एनोड पर: $2Cl^{-} \rightarrow Cl_{2}+2e^{-}$

इसी प्रकार, ऐलुमिनियम ऑक्साइड के विद्युत अपघटनी अपचयन से ऐलुमिनियम प्राप्त किया जाता है।

$MgCl_{2}$ (गलित) से $Mg$ प्राप्त किया जाता है।

$MgCl_{2(s)} \rightarrow \text{गर्म}Mg^{2+}+2Cl^{-}$ (गलित)

कैथोड पर: $Mg^{2+}+2e^{-} \rightarrow Mg_{(s)}$

एनोड पर: $2Cl^{⊖} \rightarrow Cl_{2}(g)+2e^{-}$

कैथोड पर अपचयन होता है तथा एनोड पर ऑक्सीकरण होता है।

प्रश्न 10. यौगिक (X) और ऐलुमिनियम का उपयोग रेल की पटरियों को जोड़ने के लिए किया जाता है।

उत्तर-

$Fe_{2}O_{3}(s)+2Al(s) \rightarrow 2Fe(l)+Al_{2}O_{3}(s)+\text{ऊष्मा}$

(यहाँ $Fe_{2}O_{3}$ का अपचयन और $Al$ का उपचयन/ऑक्सीकरण हो रहा है)

निबन्धात्मक प्रश्न-

प्रश्न 1. धातुओं तथा अधातुओं की क्रिया से आयनिक यौगिक बनने को समझाइए तथा आयनिक यौगिकों के सामान्य गुणधर्म भी बताइए।

अथवा

$Mg$ व $Cl$ परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास दीजिए।**

$Mg$ व $Cl$ के मध्य इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण से $MgCl_{2}$ यौगिक का बनना दर्शाइए।**

उत्तर- धातुएँ विद्युत धनी होती हैं अतः आसानी से इलेक्ट्रॉन देकर धनायन बनाती हैं तथा अधातुएँ विद्युत ऋणी होती हैं। अतः धातु से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके ऋणायन बनाती हैं। इन आयनों के मध्य आकर्षण को ही आयनिक बन्ध कहते हैं। जिन यौगिकों में आयनिक बन्ध होता है, उन्हें आयनिक यौगिक कहते हैं। उदाहरण- $NaCl$ का बनना।

विज्ञान कक्षा-X 91

सोडियम परमाणु के बाह्यतम कोश में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है। यदि यह अपने $M$ कोश से एक इलेक्ट्रॉन त्याग देता है तब $L$ कोश इसका बाह्यतम कोश बन जाता है, जिसमें स्थायी अष्टक उपस्थित है। इस परमाणु के नाभिक में $11$ प्रोटॉन हैं लेकिन इलेक्ट्रॉनों की संख्या $10$ होने के कारण इसमें धन आवेश की अधिकता होती है तथा यह सोडियम धनायन $Na^{+}$ बनाता है। परन्तु क्लोरीन के बाह्यतम कोश में $7$ इलेक्ट्रॉन होते हैं तथा अष्टक पूर्ण होने के लिए इसे एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता है।

जब सोडियम एवं क्लोरीन अभिक्रिया करते हैं तब सोडियम द्वारा त्यागा गया एक इलेक्ट्रॉन क्लोरीन ग्रहण कर लेता है। एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके क्लोरीन-परमाणु, इकाई ऋण आवेश प्राप्त करता है क्योंकि इसके नाभिक में $17$ प्रोटॉन होते हैं तथा इसके सभी कोशों ( $K, L$ एवं $M$ कोश) में कुल $18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। इससे क्लोराइड ऋणायन $Cl^{-}$ प्राप्त होता है। इसलिए इन दोनों तत्वों के बीच निम्न प्रकार से आदान-प्रदान का सम्बन्ध स्थापित हो जाता है-

$Na \rightarrow Na^{+}+e^{-}$

$2,8,12,8$

(सोडियम धनायन)

$Cl+e^{-} \rightarrow Cl^{-}$

$2,8,72,8,8$

(क्लोराइड ऋणायन)

[सोडियम क्लोराइड का निर्माण]

चित्र-सोडियम क्लोराइड का निर्माण

विपरीत आवेश होने के कारण सोडियम तथा क्लोराइड आयन परस्पर आकर्षित होते हैं तथा प्रबल स्थिरवैद्युत आकर्षण बल से बँधकर सोडियम क्लोराइड ( $NaCl$ ) के रूप में उपस्थित रहते हैं। यहाँ सोडियम क्लोराइड अणु के रूप में नहीं पाया जाता है बल्कि यह विपरीत आयनों का समूह होता है।

$MgCl_{2}$ का बनना- $Mg$ , दो इलेक्ट्रॉन देकर $Mg^{2+}$ बनाता है तथा ये दोनों इलेक्ट्रॉन दो क्लोरीन परमाणु ग्रहण करते हैं जिससे दो $Cl^{-}$ बनते हैं।

$Mg \rightarrow Mg^{2+}+2e^{-}$

$2,8,22,8$

(मैग्नीशियम धनायन)

$Cl+e^{-} \rightarrow Cl^{-}$

$2,8,72,8,8$

(क्लोराइड ऋणायन)

[मैग्नीशियम क्लोराइड का निर्माण]

चित्र-मैग्नीशियम क्लोराइड का निर्माण

धातु से अधातु में इलेक्ट्रॉन के स्थानान्तरण से बने यौगिकों को आयनिक यौगिक या वैद्युत संयोजक यौगिक कहा जाता है।

सामान्य गुणधर्म-आयनिक यौगिकों के सामान्य गुण निम्न प्रकार से हैं-

(1) भौतिक प्रकृति (Physical State)-धन एवं ऋण आयनों के बीच प्रबल आकर्षण बल के कारण आयनिक यौगिक ठोस एवं कठोर होते हैं। ये यौगिक सामान्यतः भंगुर होते हैं तथा दाब डालने पर छोटे-छोटे टुकड़ों में टूट जाते हैं।

(2) गलनांक एवं क्वथनांक (Melting and Boiling Point)-आयनिक यौगिकों का गलनांक एवं क्वथनांक बहुत अधिक होता है क्योंकि प्रबल अंतर-आयनिक आकर्षण बल को तोड़ने के लिए ऊर्जा की अधिक मात्रा की आवश्यकता होती है।

(3) घुलनशीलता (Solubility)-वैद्युत संयोजक यौगिक सामान्यतः जल में घुलनशील तथा केरोसिन, पेट्रोल आदि कार्बनिक विलायकों में अविलेय होते हैं।

(4) विद्युत चालकता (Electrical conductance)- किसी विलयन से विद्युत के चालन के लिए आवेशित कणों की गतिशीलता आवश्यक होती है। आयनिक यौगिकों के जलीय विलयन में आयन उपस्थित होते हैं। जब विलयन में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो यह आयन विपरीत इलेक्ट्रोड की ओर गमन करने लगते हैं। ठोस अवस्था में आयनिक यौगिक विद्युत का चालन नहीं करते हैं क्योंकि ठोस अवस्था में दृढ़ संरचना के कारण आयनों की गति नहीं होती है। लेकिन आयनिक यौगिक गलित अवस्था में विद्युत का चालन करते हैं क्योंकि गलित अवस्था में भी विपरीत आवेश वाले आयनों के मध्य स्थिरवैद्युत आकर्षण बल ऊष्मा के कारण कमजोर पड़ जाता है। इसलिए आयन स्वतंत्र रूप से गमन करते हैं एवं विद्युत का चालन करते हैं।

प्रश्न 2. प्रयोग द्वारा सिद्ध कीजिए कि धातु ऊष्मा के सुचालक होते हैं।

अथवा

प्रयोग द्वारा समझाइये कि धातु ऊष्मा के सुचालक होते हैं। आवश्यक चित्र भी बनाइये।

(माध्य. शिक्षा बोर्ड, मॉडल पेपर, 2021-22)

उत्तर- धातु ऊष्मा के सुचालक होते हैं, इसे सिद्ध करने के लिए निम्न प्रयोग करते हैं-

1. ऐलुमिनियम या कॉपर का तार लेकर उसे क्लैंप की सहायता से स्टैंड से बाँध देते हैं।

2. तार के खुले सिरे पर मोम का उपयोग कर एक पिन चिपका देते हैं।

3. स्पिरिट लैंप, मोमबत्ती या बर्नर से क्लैंप के निकट तार को गर्म करते हैं।

4. थोड़ी देर बाद प्रेक्षित करने पर देखते हैं कि मोम के पिघलने से पिन नीचे गिर जाती है परन्तु तार नहीं पिघलता।

[धातु ऊष्मा के सुचालक होते हैं]

उपरोक्त प्रयोग से पता चलता है कि धातु ऊष्मा के सुचालक हैं तथा इनका गलनांक बहुत अधिक होता है।

प्रश्न 3. सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुओं के निष्कर्षण की विस्तृत विवेचना कीजिए।

उत्तर- सक्रियता श्रेणी के मध्य में स्थित धातुएँ; जैसे-आयरन, जिंक, लेड, कॉपर आदि की क्रियाशीलता मध्यम होती है। प्रकृति में ये धातुएँ प्राय: सल्फाइड या कार्बोनेट के रूप में पाई जाती हैं। सल्फाइड या कार्बोनेट की तुलना में धातु को उसके ऑक्साइड से प्राप्त करना अधिक आसान होता है। इसलिए अपचयन से पहले धातु के सल्फाइड एवं कार्बोनेट को धातु ऑक्साइड में परिवर्तित करते हैं।

सल्फाइड अयस्क को वायु की उपस्थिति में अधिक ताप पर गर्म करने पर यह ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रक्रिया को भर्जन कहते हैं। इसी प्रकार कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में अधिक ताप पर गर्म करने से यह ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रक्रिया को निस्तापन कहा जाता है।

जिंक के अयस्कों के भर्जन एवं निस्तापन के समय निम्न रासायनिक अभिक्रिया होती है-

भर्जन- $2ZnS_{(s)}+3O_{2(g)} \rightarrow \text{तापन}2ZnO_{(s)}+2SO_{2(g)}$

निस्तापन- $ZnCO_{3(s)} \rightarrow \text{तापन}ZnO_{(s)}+CO_{2(g)}$

इसके पश्चात् कार्बन जैसे उपयुक्त अपचायक का उपयोग कर धातु ऑक्साइड से धातु प्राप्त किया जाता है। उदाहरण- जब जिंक ऑक्साइड को कार्बन के साथ गर्म किया जाता है तो यह जिंक धातु में अपचयित हो जाता है।

$ZnO_{(s)}+C_{(s)} \rightarrow \text{तापन}Zn_{(s)}+CO_{(g)}$

धातुओं को उनके यौगिकों से प्राप्त करना अपचयन प्रक्रम है। इसके अलावा विस्थापन अभिक्रिया का भी उपयोग किया जाता है। अत्यधिक क्रियाशील धातुएँ; जैसे-सोडियम, कैल्शियम, ऐलुमिनियम आदि को अपचायक के रूप में...

उपयोग किया जा सकता है क्योंकि ये निम्न क्रियाशीलता वाले धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर देती हैं। जैसे- मैंगनीज डाइऑक्साइड को ऐलुमिनियम चूर्ण के साथ गर्म किया जाता है तो निम्न अभिक्रिया होती है-

$3MnO_{2(s)}+4Al_{(s)} \rightarrow 3Mn_{(l)}+2Al_{2}O_{3(s)}+\text{ऊष्मा}$

इसमें $MnO_{2}$ का अपचयन तथा $Al$ का ऑक्सीकरण हो रहा है।

यह विस्थापन अभिक्रियाएँ अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती हैं। इनमें उत्सर्जित ऊष्मा की मात्रा इतनी अधिक होती है कि धातुएँ गलित अवस्था में प्राप्त होती हैं।

प्रश्न 4. धातुओं एवं अधातुओं के बीच कैसे विभेद करेंगे?

उत्तर- धातुओं एवं अधातुओं के गुणों में विभेद-

भौतिक गुणों में विभेद

धातुओं एवं अधातुओं के रासायनिक गुणों में विभेद

प्रश्न 5. धातु पर भाप की क्रिया को नामांकित चित्र बनाते हुए समझाइए।

अथवा

लोह धातु पर भाप की क्रिया का नामांकित चित्र बनाइये। (माध्य. शिक्षा बोर्ड, 2022)

[धातु पर भाप की क्रिया (Reaction of metal with steam)]

चित्र-धातु पर भाप की क्रिया

जल के साथ अभिक्रिया करके धातुएँ हाइड्रोजन गैस तथा धातु ऑक्साइड उत्पन्न करती हैं। परन्तु एल्युमिनियम, आयरन तथा जिंक जैसी धातुएँ न तो शीतल जल के साथ और न ही गर्म जल के साथ अभिक्रिया करती हैं। लेकिन भाप के साथ अभिक्रिया करके ये धातु ऑक्साइड तथा हाइड्रोजन प्रदान करती हैं।

$2Al_{(s)}+3H_{2}O_{(g)} \rightarrow Al_{2}O_{3(s)}+3H_{2(g)}$

$3Fe_{(s)}+4H_{2}O_{(g)} \rightarrow Fe_{3}O_{4(s)}+4H_{2(g)}$

प्रश्न 6. मिश्र धातु किसे कहते हैं? इनके बनाने के उद्देश्यों का वर्णन करो।

उत्तर- मिश्र धातु-किसी धातु का किसी अन्य धातु या अधातु के साथ मिलाकर बनाया गया समांगी मिश्रण, मिश्रधातु कहलाता है। इसे तैयार करने के लिए पहले मूल धातु को गलित अवस्था में लाया जाता है। फिर दूसरे तत्वों को एक निश्चित अनुपात में विलीन किया जाता है। फिर इसे कमरे के ताप पर ठण्डा किया जाता है।

शुद्ध धातु की अपेक्षा उसके मिश्रधातु की विद्युत चालकता तथा गलनांक कम होता है। स्टेनलेस स्टील, ताँबा, पीतल, कांसा, सोल्डर आदि सभी मिश्र धातुएँ हैं।

मिश्र धातु बनाने के उद्देश्य-

(1) कठोरता बढ़ाने के लिए- लोहे में कार्बन की मात्रा मिलाकर स्टील (इस्पात) बनाया जाता है, जो लोहे से अधिक कठोर होता है। सोने में ताँबा तथा चाँदी में सीसा मिलाने से उनकी कठोरता अधिक हो जाती है।

(2) शक्ति बढ़ाने के लिए- इस्पात, ड्यूरेलियम (एल्युमिनियम से बना मिश्र धातु) आदि मिश्र धातुएँ कठोर होने के कारण शक्तिशाली भी होती हैं।

(3) संक्षारण रोकने के लिए- लोहे के साथ निकल एवं क्रोमियम मिलाने पर स्टेनलेस स्टील प्राप्त होता है, जो कठोर होता है उसमें जंग नहीं लगता है। जैसे-लोहे तथा जिंक से बनी मिश्रधातु पर जंग नहीं लगता।

(4) गलनांक कम करने के लिए- सीसा एवं टिन ( $Pb$ एवं $Sn$ ) की मिश्र धातु सोल्डर है, जिसका गलनांक बहुत कम होता है। इस कारण इसका उपयोग विद्युत तारों की परस्पर वेल्डिंग के लिए किया जाता है।

(5) घरेलू उपयोग- घरों, कारखानों, दफ्तरों में सभी जगह मिश्र धातुओं का उपयोग होता है, जैसे-घर के बर्तन, अलमारी, पंखे, फ्रिज, आभूषण, मशीनों और वाहनों के गियर, यातायात के साधन, मूर्तियाँ आदि को बनाने में मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

प्रश्न 7. जंग किसे कहते हैं? इसके लिए किन-किन आवश्यकताओं का पूरा होना आवश्यक होता है? लोहे को जंग से बचाने की मुख्य विधियाँ लिखिए।

उत्तर- जंग-लम्बे समय तक आर्द्र वायु के सीधे सम्पर्क में रहने पर लोहे पर भूरे रंग के पदार्थ की परत चढ़ जाती है, जिसे जंग कहते हैं। यह आयरन (III) ऑक्साइड और आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड का यौगिक होता है।

जंग लोहे की सतह को कमजोर कर देता है। इसके कारण लोहे की बनी वस्तुओं का बहुत नुकसान होता है।

लोहे पर जंग लगने के लिए वायु एवं नमी की आवश्यकता होती है। इसे अग्र क्रियाकलाप द्वारा स्पष्ट किया जा सकता है-

विज्ञान कक्षा-X 95

क्रियाकलाप-

(1) तीन परखनलीयाँ A, B और C लेकर प्रत्येक में स्वच्छ लोहे की कीलें डालते हैं तथा परखनली A में थोड़ा जल डालकर उसे कॉर्क से बंद कर देते हैं।

(2) परखनली B में उबलता हुआ आसवित जल डालकर उसमें $1mL$ तेल मिलाकर कॉर्क से बन्द कर देते हैं। परखनली B में तेल डालने के कारण यह वायु को जल में विलीन होने से रोकता है।

(3) परखनली C में थोड़ा-सा निर्जल कैल्शियम क्लोराइड डालकर उसे कॉर्क से बन्द कर देते हैं। कैल्शियम क्लोराइड वायु की नमी को सोख लेता है।

इन परखनलियों को कुछ दिन छोड़ देने के बाद उनका प्रेक्षण करते हैं।

प्रेक्षण एवं परिणाम- हम देखते हैं कि परखनली A में रखी लोहे की कीलों पर जंग लग गया है परन्तु परखनली B एवं C में रखी कीलों पर जंग नहीं लगता है। परखनली A की कीलें वायु व जल दोनों में रहती हैं। परखनली B वाली कील केवल जल के सम्पर्क में रहती है एवं परखनली C की कीलें शुष्क वायु के सम्पर्क में रहती हैं। इस कारण इन पर जंग नहीं लगता है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि लोहे पर जंग लगने के लिए वायु व नमी दोनों की आवश्यकता होती है।

लोहे को जंग से बचाने के उपाय- लोहे को निम्न उपाय अपनाकर जंग से बचाया जा सकता है-

[लोहे पर जंग लगने की स्थिति की जाँच करना]

प्रश्न 8. अयस्क किसे कहते हैं? ताँबे के परिष्करण की विद्युत अपघटनी विधि का सचित्र वर्णन कीजिए।

उत्तर-

अयस्क- जिन खनिजों में किसी विशेष धातु की मात्रा अधिक रूप से होती है, जिसे निकालना लाभकारी होता है, उन्हें अयस्क कहते हैं।

ताँबे के परिष्करण की विद्युत अपघटनी विधि- कॉपर, जिंक, टिन, निकल, सिल्वर, गोल्ड आदि जैसी धातुओं का परिष्करण विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है। इस विधि में, अशुद्ध धातु को एनोड तथा शुद्ध धातु की पतली परत को कैथोड बनाया जाता है। धातु के लवण के विलयन को विद्युत अपघट्य के रूप में लेते हैं। चित्र के अनुसार उपकरण व्यवस्थित किया जाता है। विद्युत अपघट्य से जब विद्युत प्रवाहित की जाती है तब एनोड पर स्थित अशुद्ध धातु विद्युत अपघट्य में घुल जाती है। इतनी ही मात्रा में शुद्ध धातु विद्युत अपघट्य से कैथोड पर जमा हो जाती है। विलेय अशुद्धियाँ विलयन में चली जाती हैं तथा अविलेय अशुद्धियाँ एनोड के नीचे निक्षेपित हो जाती हैं जिसे एनोड पंक कहते हैं।

[ताँबे का विद्युत अपघटनी परिष्करण]

प्रश्न 9. धातुओं की लवण विलयन के साथ अभिक्रिया को उदाहरण देकर समझाइए।

उत्तर- धातुओं की अन्य धातु लवणों के विलयन के साथ अभिक्रिया को निम्न प्रयोग द्वारा समझा जा सकता है-

(1) दो परखनलीयाँ लेकर एक में कॉपर सल्फेट विलयन तथा दूसरी में आयरन सल्फेट विलयन डाल देते हैं।

(2) कॉपर का एक स्वच्छ तार एवं आयरन की एक कील लेते हैं।

(3) कॉपर के तार को आयरन सल्फेट के विलयन में जबकि आयरन की कील को कॉपर सल्फेट के विलयन में डाल देते हैं।

(4) 20 मिनट बाद प्रेक्षण करने पर देखते हैं कि कॉपर सल्फेट का नीला विलयन हल्के हरे रंग के विलयन में बदल जाता है जबकि आयरन सल्फेट के विलयन में किसी भी प्रकार का परिवर्तन नहीं होता है।

(5) इस अभिक्रिया को निम्न समीकरण द्वारा प्रदर्शित कर सकते हैं-

$Fe_{(s)}+CuSO_{4(aq)} \rightarrow Cu_{(s)}+FeSO_{4(aq)}$

(नीला रंग) (हल्का हरा रंग)

[धातुओं की लवण विलयन के साथ अभिक्रिया का प्रायोगिक प्रदर्शन]

इस प्रयोग में आयरन अपने से कम अभिक्रियाशील धातु कॉपर को उसके यौगिक के विलयन से विस्थापित कर देता है।

इस प्रकार निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि अभिक्रियाशील धातु अपने से कम अभिक्रियाशील धातु को उसके लवण विलयन से विस्थापित कर देती है।

चित्र-धातु की लवण विलयन के साथ अभिक्रिया