धातु और अधातु: गुण, अयस्क और मिश्रधातुएँ

सही उत्तर C, जिंक है। कैलेमीन जिंक कार्बोनेट है, और कार्बोनेट अयस्क होने के कारण उसे धातु में अपचयित करने से पहले निस्तापन द्वारा, अर्थात वायु की अनुपस्थिति में गर्म करके, ऑक्साइड में बदला जाता है। जिंक का दूसरा महत्वपूर्ण अयस्क जिंक ब्लेंड है, जो सल्फाइड है और जिसका भर्जन किया जाता है, निस्तापन नहीं। विकल्प A गलत है, क्योंकि टिन का मुख्य अयस्क कैसिटेराइट है, जो ऑक्साइड है। विकल्प B गलत है, क्योंकि मैग्नीशियम मैग्नेसाइट, डोलोमाइट तथा समुद्री जल से उसके क्लोराइड के रूप में प्राप्त होता है। विकल्प D गलत है, क्योंकि ताँबा मुख्यतः कॉपर पाइराइट और क्यूप्राइट से मिलता है। दो परिभाषाएँ तैयार रखें: निस्तापन कार्बोनेट अयस्क को वायु के बिना गर्म करना है, और भर्जन सल्फाइड अयस्क को वायु में गर्म करना, तथा दोनों से ऑक्साइड बनता है।

सही उत्तर B, चाँदी है। चाँदी एक तत्व है, शुद्ध धातु है जिसका आवर्त सारणी में अपना स्थान है, इसलिए वह मिश्रधातु नहीं हो सकती; मिश्रधातु दो या अधिक धातुओं का, अथवा किसी धातु और कार्बन जैसी अधातु का समांगी मिश्रण होती है। विकल्प A, सोल्डर सीसा और टिन की मिश्रधातु है, जिसका कम गलनांक विद्युत तार जोड़ने में उपयोगी है। विकल्प C, काँसा ताँबा और टिन की मिश्रधातु है, जिसके नाम पर मानव इतिहास का एक युग पड़ा। विकल्प D, पीतल ताँबा और जिंक की मिश्रधातु है, जो बर्तन, फिटिंग और वाद्ययंत्रों में प्रयुक्त होती है। यहाँ जाल जर्मन सिल्वर है, जिसमें ताँबा, जिंक और निकल होते हैं और चाँदी बिल्कुल नहीं होती, इसलिए नाम के बावजूद वह मिश्रधातु है, जबकि चाँदी स्वयं नहीं।

सही उत्तर A, सोना है। तन्यता का अर्थ है तार के रूप में खींचे जाने का गुण, और सोना ज्ञात धातुओं में सबसे अधिक तन्य है; वह सबसे अधिक आघातवर्ध्य भी है, इसलिए बहुत कम मात्रा से अत्यंत पतली चादर पीटी जा सकती है अथवा बहुत लंबा तार खींचा जा सकता है। विकल्प C, चाँदी तन्यता में इसके बाद आती है और ताप तथा विद्युत दोनों की सर्वोत्तम चालक है, इसीलिए दोनों विशेषताओं में भ्रम होता है; याद रखें कि चालन में चाँदी आगे है और तन्यता तथा आघातवर्ध्यता में सोना। विकल्प B, ताँबा घरेलू वायरिंग के तार बनाने योग्य तन्य है, परंतु सोने से बहुत कम। विकल्प D, लोहा गर्म अवस्था में तन्य होता है, परंतु तुलनात्मक रूप से कठोर है और उसका महत्व मजबूती के कारण है, खींचे जाने के कारण नहीं।

सही उत्तर D, ताँबा और जिंक है। पीतल में ताँबे की सुघड़ता और जिंक की कठोरता दोनों आ जाती हैं, वह संक्षारण रोकता है और ढालने में सरल है, इसीलिए वह बर्तन, ताले, नल, फिटिंग और वायु वाद्ययंत्रों में प्रयुक्त होता है। विकल्प A, ताँबा और टिन काँसा है, और पीतल तथा काँसे की जोड़ी इस अध्याय में सर्वाधिक भ्रम पैदा करती है, इसलिए जिंक को पीतल के साथ और टिन को काँसे के साथ बाँध लें। विकल्प B, ताँबा और निकल क्यूप्रोनिकल है, जो सिक्कों और संघनित्र नलिकाओं में प्रयुक्त होता है। विकल्प C, ताँबा और लोहा इस प्रकार की मानक मिश्रधातु नहीं है, यद्यपि कॉपर पाइराइट अयस्क में लोहा और ताँबा साथ मिलते हैं। इनके साथ ये भी याद रखें: जर्मन सिल्वर ताँबा, जिंक और निकल; गन मेटल ताँबा, टिन और जिंक; तथा घंटा धातु में ताँबे के साथ टिन का अधिक अनुपात।

सही उत्तर B, पारा है। पारा एकमात्र धातु है जो साधारण कमरे के ताप पर द्रव रहती है, इसीलिए उसका उपयोग लंबे समय तक थर्मामीटर और बैरोमीटर में होता रहा; वही धातु अमलगम भी बनाती है, अर्थात ऐसी मिश्रधातुएँ जिनमें पारा एक घटक होता है। विकल्प A, सोडियम ठोस है, यद्यपि बहुत मृदु है जिसे चाकू से काटा जा सकता है और जिसे केरोसीन में रखना पड़ता है क्योंकि वह वायु तथा जल से तीव्र अभिक्रिया करता है। विकल्प C, सीसा मृदु और घना ठोस है जिसका गलनांक कम है, परंतु वह कमरे के ताप पर द्रव नहीं होता। विकल्प D, टंगस्टन का गलनांक धातुओं में सबसे अधिक है, इसीलिए वह तापदीप्त बल्ब के तंतु में प्रयुक्त होता है। अधातुओं में ब्रोमीन कमरे के ताप पर द्रव रहती है, तथा गैलियम और सीजियम हाथ की गर्मी से पिघलने वाली धातुएँ हैं।

सही उत्तर C, 3:1 है। अम्लराज तीन भाग सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और एक भाग सांद्र नाइट्रिक अम्ल का मिश्रण है, और इसका नाम राजकीय जल के अर्थ में है, क्योंकि यह मिश्रण सोना तथा प्लैटिनम जैसी उत्कृष्ट धातुओं पर भी प्रभाव करता है, जिन्हें कोई भी अम्ल अकेले नहीं घोल सकता। विकल्प B, 1:3 वही दो अम्ल उल्टे क्रम में हैं और यह सबसे आम गलत उत्तर है, इसलिए ध्यान रखें कि अधिक भाग हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का होता है। विकल्प A और विकल्प D इस प्रकार के किसी मानक प्रयोगशाला अभिकर्मक से मेल नहीं खाते। रसायन एक पंक्ति में समझें: नाइट्रिक अम्ल सोने का ऑक्सीकरण करता है और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से मिला क्लोराइड बने आयनों को विलयन में रखता है, अर्थात प्रत्येक अम्ल वह करता है जो दूसरा नहीं कर सकता।

सही उत्तर C, चाँदी है। चाँदी की विद्युत चालकता सभी धातुओं में सर्वाधिक है और ताप चालकता भी सर्वाधिक है, परंतु वह महँगी है और धूमिल हो जाती है, इसलिए उसका उपयोग केवल विशेष संपर्कों और उपकरणों में होता है। विकल्प A, ताँबा इसके बाद आता है और वास्तव में घरेलू तथा औद्योगिक वायरिंग में यही प्रयुक्त होता है, क्योंकि उसमें उच्च चालकता, उचित लागत और अच्छी तन्यता तीनों हैं; जो विद्यार्थी गुण के स्थान पर दैनिक उपयोग से उत्तर देते हैं वे इसे चुन लेते हैं। विकल्प B, एल्युमिनियम हल्का और सस्ता चालक है जो ऊपरी संचरण लाइनों में प्रयुक्त होता है, जहाँ भार अधिक महत्वपूर्ण है। विकल्प D, सोना अच्छा चालन करता है और संक्षारित नहीं होता, इसलिए वह सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक संपर्कों पर चढ़ाया जाता है, परंतु वह चाँदी और ताँबे से नीचे है। क्रम याद रखें: चाँदी, ताँबा, सोना, एल्युमिनियम।

सही उत्तर A, सीसा है। गैलेना लेड सल्फाइड है, वह मुख्य अयस्क जिससे सीसा प्राप्त होता है; सल्फाइड होने के कारण उसे फेन प्लवन विधि से सांद्रित किया जाता है और फिर अपचयन से पहले वायु में भर्जित करके ऑक्साइड बनाया जाता है। विकल्प B, पारा सिनेबार से प्राप्त होता है, जो मर्करी सल्फाइड है, और ये दोनों सल्फाइड सुमेलन प्रश्नों में प्रायः साथ रखे जाते हैं। विकल्प C, एल्युमिनियम बॉक्साइट से मिलता है, जो जलयोजित ऑक्साइड है, और एल्युमिनियम की अत्यधिक सक्रियता के कारण उसके ऑक्साइड का अपचयन विद्युत अपघटन से किया जाता है, कार्बन से नहीं। विकल्प D, लोहा हेमेटाइट और मैग्नेटाइट से मिलता है, जो दोनों ऑक्साइड हैं, और मैग्नेटाइट का पृथक्करण चुंबकीय विधि से होता है। अयस्क और धातु की जोड़ियाँ याद रखें: सीसे के लिए गैलेना, पारे के लिए सिनेबार, एल्युमिनियम के लिए बॉक्साइट।

सही उत्तर B, जिंक है। यशदीकरण में लोहे या इस्पात पर जिंक की परत चढ़ाई जाती है, सामान्यतः उसे पिघली धातु में डुबोकर, और यह परत लोहे की रक्षा दो प्रकार से करती है: वह वायु और आर्द्रता को रोकती है, तथा जिंक लोहे से अधिक सक्रिय होने के कारण उस स्थान पर भी स्वयं संक्षारित होता है जहाँ परत खुरच गई हो। विकल्प A, टिन का उपयोग खाद्य डिब्बों की टिनप्लेट में इस्पात पर परत चढ़ाने के लिए होता है, जिसे कलई करना कहते हैं, और वह केवल परत के अक्षत रहने तक रक्षा करता है। विकल्प C, क्रोमियम चमक तथा संक्षारण प्रतिरोध के लिए विद्युत लेपन द्वारा चढ़ाया जाता है और निकल के साथ स्टेनलेस स्टील में मिलाया भी जाता है। विकल्प D, निकल भी लेपन तथा मिश्रधातु की धातु है। याद रखें कि जंग लगने के लिए ऑक्सीजन और आर्द्रता दोनों आवश्यक हैं।

सही उत्तर B, एल्युमिनियम ऑक्साइड है। उभयधर्मी ऑक्साइड अम्ल और क्षार दोनों से अभिक्रिया करके लवण बनाता है, और एल्युमिनियम ऑक्साइड ठीक यही करता है, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के प्रति क्षारक की तरह और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के प्रति अम्ल की तरह व्यवहार करता है; जिंक ऑक्साइड दूसरा उभयधर्मी ऑक्साइड है जो परीक्षाओं में पूछा जाता है। विकल्प A, सोडियम ऑक्साइड सामान्य धातु ऑक्साइड है और इसलिए क्षारकीय है, जो जल में घुलकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड देता है। विकल्प C, कार्बन डाइऑक्साइड अधातु ऑक्साइड है और इसलिए अम्लीय है, जो जल में घुलकर कार्बोनिक अम्ल देता है, इसीलिए वह आर्द्र नीले लिटमस को लाल कर देता है। विकल्प D, सल्फर डाइऑक्साइड भी अम्लीय है और जल में सल्फ्यूरस अम्ल देता है। नियम और उसके दो अपवाद याद रखें।

सही उत्तर B, ग्रेफाइट है। ग्रेफाइट कार्बन का अपररूप है जिसमें प्रत्येक परमाणु तीन अन्य परमाणुओं से बंधित रहता है, जिससे प्रत्येक परमाणु का एक इलेक्ट्रॉन परतों के बीच मुक्त रूप से चलने योग्य बचता है, इसलिए अधातु होते हुए भी वह विद्युत का चालन करता है; इसी कारण ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड तथा शुष्क सेलों में प्रयुक्त होता है। विकल्प A, सल्फर भंगुर और अचालक ठोस है, जो अधात्विक व्यवहार का मानक उदाहरण है। विकल्प C, फॉस्फोरस चालन नहीं करता और उसका श्वेत रूप जल में रखा जाता है क्योंकि वह वायु में जल उठता है। विकल्प D, आयोडीन वह अधातु है जो चमकदार है, अर्थात वह किसी दूसरे नियम का अपवाद है और यहाँ प्रिय भ्रामक विकल्प है। हीरे पर भी ध्यान दें, जो कार्बन का दूसरा अपररूप है: वह सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है और ताप का उत्कृष्ट चालन करता है, परंतु विद्युत का चालन नहीं करता।