કેટલાંક તત્વો જેવાં કે કાર્બન, સલ્ફર, સોનું અને નોબલ વાયુઓ, પૃથ્વીની પપ્પડીમાં મુક્ત અવસ્થામાં જોવા મળે છે જ્યારે અન્ય સંયોજિત સ્વરૂપમાં હોય છે. તેના સંયોજિત સ્વરૂપમાંથી કોઈ તત્વનું નિષ્કર્ષણ અને અલગીકરણ રસાયણશાસ્ત્રના વિવિધ સિદ્ધાંતોનો સમાવેશ કરે છે. એક ચોક્કસ તત્વ વિવિધ સંયોજનોમાં જોવા મળી શકે છે. ધાતુકરણ અને અલગીકરણની પ્રક્રિયા એવી હોવી જોઈએ કે તે રાસાયણિક રીતે શક્ય અને વ્યાપારી રીતે ટકાઉ હોય. છતાં, ધાતુઓના તમામ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ માટે કેટલાક સામાન્ય સિદ્ધાંતો સામાન્ય છે. ચોક્કસ ધાતુ મેળવવા માટે, પ્રથમ આપણે ખનિજોની શોધ કરીએ છીએ જે પૃથ્વીની પપ્પડીમાં કુદરતી રીતે મળી આવતા રાસાયણિક પદાર્થો છે જે ખનન દ્વારા મેળવી શકાય છે. ઘણા ખનિજોમાંથી જેમાં ધાતુ મળી શકે છે, માત્ર થોડા જ તે ધાતુના સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લેવા માટે ટકાઉ હોય છે. આવા ખનિજોને અયસ્કો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

અપવાદરૂપે, એક અયસ્કમાં માત્ર ઇચ્છિત પદાર્થ હોય છે. તે સામાન્ય રીતે માટીના અથવા અનિચ્છિત પદાર્થોથી દૂષિત હોય છે જેને ગેંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અયસ્કોમાંથી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ અને અલગીકરણમાં નીચેના મુખ્ય પગલાંનો સમાવેશ થાય છે:

• અયસ્કનું સાંદ્રીકરણ,
• તેના સાંદ્રિત અયસ્કમાંથી ધાતુનું અલગીકરણ, અને
• ધાતુનું શુદ્ધીકરણ.

તેના અયસ્કોમાંથી ધાતુના અલગીકરણ માટે વપરાતી સંપૂર્ણ વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પ્રક્રિયાને ધાતુકરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

6.1 ધાતુઓની ઘટના

વર્તમાન એકમમાં, પ્રથમ આપણે અયસ્કોના અસરકારક સાંદ્રીકરણ માટેના વિવિધ પગલાંઓનું વર્ણન કરીશું. તે પછી આપણે કેટલીક સામાન્ય ધાતુકરણ પ્રક્રિયાઓના સિદ્ધાંતોની ચર્ચા કરીશું. તે સિદ્ધાંતોમાં સાંદ્રિત અયસ્કના ધાતુમાં અસરકારક રિડક્શનમાં સામેલ થર્મોડાયનેમિક અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પાસાઓનો સમાવેશ થશે.

તત્વો પ્રચુરતામાં ફેરફાર કરે છે. ધાતુઓમાં, એલ્યુમિનિયમ સૌથી વધુ પ્રચુર છે. તે પૃથ્વીની પપ્પડીમાં ત્રીજું સૌથી વધુ પ્રચુર તત્વ છે ($8.3 \%$ લગભગ વજન દ્વારા). તે માઈકા અને માટી સહિત ઘણા આગ્નેય ખનિજોનો મુખ્ય ઘટક છે. ઘણા રત્નો $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ ના અશુદ્ધ સ્વરૂપો છે અને અશુદ્ધિઓ $\mathrm{Cr}$ ( ‘રૂબી’ માં) થી Co ( ‘સેફાયર’ માં) સુધીની હોય છે. આયર્ન પૃથ્વીની પપ્પડીમાં બીજી સૌથી વધુ પ્રચુર ધાતુ છે. તે વિવિધ સંયોજનો બનાવે છે અને તેમના વિવિધ ઉપયોગો તેને ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ તત્વ બનાવે છે. તે જૈવિક પ્રણાલીઓમાં આવશ્યક તત્વોમાંનું એક પણ છે.

એલ્યુમિનિયમ, આયર્ન, કોપર અને ઝિંકના મુખ્ય અયસ્કો કોષ્ટક 6.1 માં આપવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક 6.1: કેટલીક મહત્વપૂર્ણ ધાતુઓના મુખ્ય અયસ્કો

નિષ્કર્ષણના હેતુ માટે, એલ્યુમિનિયમ માટે બોક્સાઇટ પસંદ કરવામાં આવે છે. આયર્ન માટે, સામાન્ય રીતે ઑક્સાઇડ અયસ્કો જે પ્રચુર છે અને પ્રદૂષક વાયુઓ ઉત્પન્ન કરતા નથી (જેમ કે $\mathrm{SO_2}$ જે આયર્ન પાયરાઇટ્સના કિસ્સામાં ઉત્પન્ન થાય છે) લેવામાં આવે છે. કોપર અને ઝિંક માટે, ઉપલબ્ધતા અને અન્ય સંબંધિત પરિબળોના આધારે સૂચિબદ્ધ અયસ્કો (કોષ્ટક 6.1) માંથી કોઈપણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. સાંદ્રીકરણ માટે આગળ વધતા પહેલા, અયસ્કોને ગ્રેડ કરવામાં આવે છે અને વાજબી કદમાં કચડી નાખવામાં આવે છે.

અયસ્કમાંથી અનિચ્છિત પદાર્થો (જેમ કે રેતી, માટી, વગેરે) દૂર કરવાને સાંદ્રીકરણ, ડ્રેસિંગ અથવા બેનિફેક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેમાં કેટલાક પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે અને આ પગલાંઓની પસંદગી હાજર ધાતુના સંયોજન અને ગેંગના ભૌતિક ગુણધર્મોમાંના તફાવતો પર આધારિત છે. ધાતુનો પ્રકાર, ઉપલબ્ધ સુવિધાઓ અને પર્યાવરણીય પરિબળો પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. કેટલીક મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ નીચે વર્ણવેલ છે.

6.2 અયસ્કોનું સાંદ્રીકરણ

અયસ્કમાંથી અનિચ્છિત પદાર્થો (જેમ કે રેતી, માટી, વગેરે) દૂર કરવાને સાંદ્રીકરણ, ડ્રેસિંગ અથવા બેનિફેક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સાંદ્રીકરણ માટે આગળ વધતા પહેલા, અયસ્કોને ગ્રેડ કરવામાં આવે છે અને વાજબી કદમાં કચડી નાખવામાં આવે છે. અયસ્કોના સાંદ્રીકરણમાં કેટલાક પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે અને આ પગલાંઓની પસંદગી હાજર ધાતુના સંયોજન અને ગેંગના ભૌતિક ગુણધર્મોમાંના તફાવતો પર આધારિત છે. ધાતુનો પ્રકાર, ઉપલબ્ધ સુવિધાઓ અને પર્યાવરણીય પરિબળો પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. અયસ્કના સાંદ્રીકરણ માટેની કેટલીક મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ નીચે વર્ણવેલ છે.

6.2.1 હાઇડ્રોલિક વૉશિંગ

આ અયસ્ક અને ગેંગ કણોના વિશિષ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણ વચ્ચેના તફાવત પર આધારિત છે. તેથી તે ગુરુત્વાકર્ષણ વિભાજનનો એક પ્રકાર છે. આવી એક પ્રક્રિયામાં, પાવડર કરેલા અયસ્કને ધોવા માટે દોડતા પાણીનો ઉપરનો પ્રવાહ વપરાય છે. હલકા ગેંગ કણો ધોવાઈ જાય છે અને ભારે અયસ્ક કણો પાછળ રહી જાય છે.

6.2.2 ચુંબકીય વિભાજન

આ અયસ્ક ઘટકોના ચુંબકીય ગુણધર્મોમાંના તફાવતો પર આધારિત છે. જો અયસ્ક અથવા ગેંગ ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફ આકર્ષિત થાય છે, તો વિભાજન આ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે આયર્ન અયસ્ક ચુંબક તરફ આકર્ષિત થાય છે, તેથી, ચુંબકીય ન હોય તેવી અશુદ્ધિઓને ચુંબકીય વિભાજનનો ઉપયોગ કરીને તેમનાથી અલગ કરી શકાય છે. પાવડર કરેલા અયસ્કને એક કન્વેયર બેલ્ટ પર છોડવામાં આવે છે જે ચુંબકીય રોલર પર ફરે છે (ફિગ.6.1) ચુંબકીય પદાર્થ બેલ્ટ તરફ આકર્ષિત રહે છે અને તેની નજીક પડે છે.

6.2.3 ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિ

આ પદ્ધતિ સલ્ફાઇડ અયસ્કોમાંથી ગેંગ દૂર કરવા માટે વપરાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, પાવડર કરેલા અયસ્કનું પાણી સાથે નિલંબન બનાવવામાં આવે છે. તેમાં કલેક્ટર્સ અને ફ્રોથ સ્ટેબિલાઇઝર્સ ઉમેરવામાં આવે છે. કલેક્ટર્સ (જેમ કે, પાઇન તેલો, ચરબીયુક્ત એસિડ, ઝેન્થેટ્સ, વગેરે) ખનિજ કણોની નોન-વેટેબિલિટી વધારે છે અને ફ્રોથ સ્ટેબિલાઇઝર્સ (જેમ કે, ક્રેસોલ્સ, એનિલિન) ફ્રોથને સ્થિર કરે છે.

ખનિજ કણો તેલ દ્વારા ભીના થઈ જાય છે જ્યારે ગેંગ કણો પાણી દ્વારા. એક ફરતું પેડલ મિશ્રણને ઉશ્કેરે છે અને તેમાં હવા ખેંચે છે. પરિણામે, ફ્રોથ બને છે જે ખનિજ કણોને વહન કરે છે. ફ્રોથ હલકું હોય છે અને તેને સ્કિમ કરી દેવામાં આવે છે. તે પછી અયસ્ક કણોની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે સૂકવવામાં આવે છે.

કેટલીકવાર, તેલ અને પાણીના પ્રમાણને સમાયોજિત કરીને અથવા ‘ડિપ્રેસન્ટ્સ’ નો ઉપયોગ કરીને બે સલ્ફાઇડ અયસ્કોને અલગ કરવાનું શક્ય બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, ZnS અને PbS ધરાવતા અયસ્કના કિસ્સામાં, વપરાતું ડિપ્રેસન્ટ NaCN છે. તે પસંદગીપૂર્વક ZnS ને ફ્રોથ પર આવતું અટકાવે છે પરંતુ PbS ને ફ્રોથ સાથે આવવા દે છે.

ઇનોવેટિવ વૉશરવુમન

જો કોઈ વ્યક્તિમાં વૈજ્ઞાનિક સ્વભાવ હોય અને અવલોકનો પ્રત્યે સચેત હોય તો તે અજાયબી કરી શકે છે. એક વૉશરવુમન પાસે પણ ઇનોવેટિવ મન હતું. ખનન કરનારના ઓવરઑલ ધોતી વખતે, તેણીએ જોયું કે રેતી અને સમાન ગંદકી વૉશટબના તળિયે પડી ગઈ. ખાસ શું હતું, ખાણોમાંથી કપડાં પર આવેલા તાંબા ધરાવતા સંયોજનો, સાબુના ફીણમાં ફસાઈ ગયા હતા અને તેથી તેઓ ટોચ પર આવ્યા હતા. તેમના એક ગ્રાહક, શ્રીમતી કેરી એવરસન એક રસાયણશાસ્ત્રી હતા. વૉશરવુમને શ્રીમતી એવરસનને તેનો અનુભવ કહ્યો. બાદમાં શ્રીમતી એવરસને વિચાર્યું કે આ વિચારનો ઉપયોગ મોટા પાયે ખડકાળ અને માટીના પદાર્થોમાંથી તાંબાના સંયોજનોને અલગ કરવા માટે થઈ શકે છે. આ રીતે એક શોધ આવી. તે સમયે માત્ર તે અયસ્કોનો ઉપયોગ તાંબાના નિષ્કર્ષણ માટે થતો હતો, જેમાં ધાતુની મોટી માત્રા હતી. ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિની શોધથી ઓછા ગ્રેડના અયસ્કોમાંથી પણ તાંબાનું ખનન નફાકારક બન્યું. તાંબાનું વિશ્વ ઉત્પાદન વધી ગયું અને ધાતુ સસ્તી બની ગઈ.

6.2.4 લીચિંગ

જો અયસ્ક કોઈ યોગ્ય દ્રાવકમાં દ્રાવ્ય હોય તો લીચિંગનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે. નીચેના ઉદાહરણો પ્રક્રિયા સમજાવે છે:

(a) બોક્સાઇટમાંથી એલ્યુમિનાનું લીચિંગ

એલ્યુમિનિયમનો મુખ્ય અયસ્ક, બોક્સાઇટ, સામાન્ય રીતે $\mathrm{SiO_2}$, આયર્ન ઑક્સાઇડ્સ અને ટાઇટેનિયમ ઑક્સાઇડ $\left(\mathrm{TiO_2}\right)$ ને અશુદ્ધિઓ તરીકે ધરાવે છે. સાંદ્રીકરણ $\mathrm{NaOH}$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે પાવડર કરેલા અયસ્કને $473-523 \mathrm{~K}$ અને $35-36$ બાર દબાણે પાચન કરીને કરવામાં આવે છે. આ રીતે, $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ સોડિયમ એલ્યુમિનેટ તરીકે (અને $\mathrm{SiO_2}$ પણ સોડિયમ સિલિકેટ તરીકે) લીચ આઉટ થાય છે જે અશુદ્ધિઓને પાછળ છોડી દે છે:

$$ \begin{equation*} \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}(\mathrm{~s})+2 \mathrm{NaOH}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2 \mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{4}\right]\mathrm{aq} \tag{6.1} \end{equation*} $$

દ્રાવણમાં એલ્યુમિનેટ $\mathrm{CO_2}$ વાયુ પસાર કરીને તટસ્થ કરવામાં આવે છે અને હાઇડ્રેટેડ $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ અવક્ષેપિત થાય છે. આ તબક્કે, દ્રાવણને હાઇડ્રેટેડ $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ ના તાજેતરમાં તૈયાર કરેલા નમૂનાઓ સાથે બીજવામાં આવે છે જે અવક્ષેપણને પ્રેરિત કરે છે:

$$ \begin{equation*} 2 \mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{4}\right]\mathrm{aq}+\mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} \cdot \mathrm{xH_2} \mathrm{O}(\mathrm{s})+2 \mathrm{NaHCO_3}(\mathrm{aq}) \tag{6.2} \end{equation*} $$

સોડિયમ સિલિકેટ દ્રાવણમાં રહે છે અને હાઇડ્રેટેડ એલ્યુમિનાને ગાળવામાં આવે છે, સૂકવવામાં આવે છે અને શુદ્ધ $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ પાછું આપવા માટે ગરમ કરવામાં આવે છે:

$$ \begin{equation*} \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} \cdot \mathrm{xH_2} \mathrm{O}(\mathrm{s}) \xrightarrow{1470 \mathrm{~K}} \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}(\mathrm{~s})+\mathrm{xH_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \tag{6.3} \end{equation*} $$

(b) અન્ય ઉદાહરણો

ચાંદી અને સોનાના ધાતુકરણમાં, સંબંધિત ધાતુને હવા ($\mathrm{O_2}$ માટે) ની હાજરીમાં $\mathrm{NaCN}$ અથવા $\mathrm{KCN}$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે લીચ કરવામાં આવે છે જેમાંથી પછી વિસ્થાપન દ્વારા ધાતુ મેળવવામાં આવે છે:

$$ \begin{array}{r} 4 \mathrm{M}(\mathrm{s})+8 \mathrm{CN}^-(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{aq})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 4\left[\mathrm{M}(\mathrm{CN})_2\right]^{-}(\mathrm{aq})+ \\ 4 \mathrm{OH}^-(\mathrm{aq})(\mathrm{M}=\mathrm{Ag} \text { or } \mathrm{Au}) \\ 2\left[\mathrm{M}(\mathrm{CN})_2\right]^-(\mathrm{aq})+\mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \rightarrow\left[\mathrm{Zn}(\mathrm{CN})_4\right]^{2-}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{M}(\mathrm{s}) \tag{6.5} \end{array} $$

6.3 સાંદ્રિત અયસ્કમાંથી કાચી ધાતુનું નિષ્કર્ષણ

સાંદ્રિત અયસ્કમાંથી ધાતુ કાઢવા માટે, તેને એવા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવું જોઈએ જે ધાતુમાં રિડક્શન માટે યોગ્ય હોય. સામાન્ય રીતે સલ્ફાઇડ અયસ્કોને રિડક્શન પહેલા ઑક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે કારણ કે ઑક્સાઇડ્સને ઘટાડવા સરળ હોય છે. આમ સાંદ્રિત અયસ્કમાંથી ધાતુઓના અલગીકરણમાં બે મુખ્ય પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે એટલે કે,

(a) ઑક્સાઇડમાં રૂપાંતરણ, અને (b) ધાતુમાં ઑક્સાઇડનું રિડક્શન.

( a ) ઑક્સાઇડમાં રૂપાંતરણ

(i) કેલ્સિનેશન: કેલ્સિનેશનમાં ગરમીનો સમાવેશ થાય છે. તે વોલેટાઇલ પદાર્થને દૂર કરે છે જે ધાતુ ઑક્સાઇડને પાછળ છોડીને ભાગી જાય છે:

$$ \begin{align*} & \mathrm{Fe_2} \mathrm{O_3} \cdot \mathrm{xH_2} \mathrm{O}(\mathrm{s}) \xrightarrow{\Delta} \mathrm{Fe_2} \mathrm{O_3}(\mathrm{~s})+\mathrm{xH_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \tag{6.6} \end{align*} $$

$$ \begin{align*} & \mathrm{ZnCO_3}(\mathrm{~s}) \xrightarrow{\Delta} \mathrm{ZnO}(\mathrm{s})+\mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) \tag{6.7}\\ & \mathrm{CaCO_3} \cdot \mathrm{MgCO_3}(\mathrm{~s}) \xrightarrow{\Delta} \mathrm{CaO}(\mathrm{s})+\mathrm{MgO}(\mathrm{s})+2 \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) \tag{6.8} \end{align*} $$

(ii) રોસ્ટિંગ: રોસ્ટિંગમાં, અયસ્કને ધાતુના ગલનાંકથી નીચેના તાપમાને ભઠ્ઠીમાં હવાની નિયમિત પુરવઠા સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. સલ્ફાઇડ અયસ્કોનો સમાવેશ કરતી કેટલીક પ્રતિક્રિયાઓ છે:

$$ \begin{align*} & 2 \mathrm{ZnS}+3 \mathrm{O_2} \rightarrow 2 \mathrm{ZnO}+2 \mathrm{SO_2} \tag{6.9}\\ & 2 \mathrm{PbS}+3 \mathrm{O_2} \rightarrow 2 \mathrm{PbO}+2 \mathrm{SO_2} \tag{6.10}\\ & 2 \mathrm{Cu_2} \mathrm{~S}+3 \mathrm{O_2} \rightarrow 2 \mathrm{Cu_2} \mathrm{O}+2 \mathrm{SO_2} \tag{6.11} \end{align*} $$

તાંબાના સલ્ફાઇડ અયસ્કોને રિવર્બરેટરી ભઠ્ઠીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે [ફિગ. 6.3]. જો અયસ્કમાં આયર્ન હોય, તો તેને ગરમ કરતા પહેલા સિલિકા સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. આયર્ન ઑક્સાઇડ ‘સ્લેગ્સ ઓફ’* આયર્ન સિલિકેટ તરીકે અને તાંબું કોપર મેટના રૂપમાં ઉત્પન્ન થાય છે જે Cu2S અને FeS ધરાવે છે.

$$ \begin{equation*} \mathrm{FeO}+\mathrm{SiO_2} \rightarrow \underset{\text { (slag) }}{\mathrm{FeSiO_3}} \tag{6.12} \end{equation*} $$

ઉત્પન્ન થયેલ SO2 નો ઉપયોગ H2SO4 ના ઉત્પાદન માટે થાય છે.

(b) ધાતુમાં ઑક્સાઇડનું રિડક્શન

ધાતુ ઑક્સાઇડનું રિડક્શન સામાન્ય રીતે તેને કેટલાક અન્ય પદાર્થ સાથે રિડ્યુસિંગ એજન્ટ ($\mathrm{C}$ અથવા $\mathrm{CO}$ અથવા બીજી ધાતુ પણ) તરીકે કાર્ય કરીને ગરમ કરવાનો સમાવેશ કરે છે. રિડ્યુસિંગ એજન્ટ (ઉદા., કાર્બન) ધાતુ ઑક્સાઇડના ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે.

$$ \begin{equation*} \mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O_\mathrm{y}}+\mathrm{yC} \rightarrow \mathrm{xM}+\mathrm{yCO} \tag{6.13} \end{equation*} $$

કેટલાક ધાતુ ઑક્સાઇડ્સ સરળતાથી ઘટાડવામાં આવે છે જ્યારે અન્યને ઘટાડવા ખૂબ જ મુશ્કેલ હોય છે (રિડક્શનનો અર્થ ધાતુ આયન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન લાભ). કોઈપણ સંજોગોમાં, ગરમી જરૂરી છે.

6.4 ધાતુકરણના થર્મોડાયનેમિક સિદ્ધાંતો

થર્મોડાયનેમિક્સની કેટલીક મૂળભૂત સંકલ્પનાઓ ધાતુકરણ પરિવર્તનોના સિદ્ધાંતને સમજવામાં અમારી મદદ કરે છે. ગિબ્સ ઊર્જા અહીં સૌથી નોંધપાત્ર શબ્દ છે. ગિબ્સ ઊર્જામાં ફેરફાર, $\Delta \mathrm{G}$ કોઈપણ નિર્દિષ્ટ તાપમાને કોઈપણ પ્રક્રિયા માટે, સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

$$ \begin{equation*} \Delta \mathrm{G}=\Delta \mathrm{H}-\mathrm{T} \Delta \mathrm{S} \tag{6.14} \end{equation*} $$

જ્યાં, $\Delta \mathrm{H}$ એ એન્થાલ્પી ફેરફાર છે અને $\Delta \mathrm{S}$ એ પ્રક્રિયા માટે એન્ટ્રોપી ફેરફાર છે. કોઈપણ પ્રતિક્રિયા માટે, આ ફેરફાર સમીકરણ દ્વારા પણ સમજાવી શકાય છે:

$$ \begin{equation*} \Delta \mathrm{G}^{\ominus}=-\mathrm{RT} \ln \mathrm{K} \tag{6.15} \end{equation*} $$

જ્યાં, $\mathrm{K}$ એ તાપમાન, T પર ‘રિએક્ટન્ટ - પ્રોડક્ટ’ સિસ્ટમનો સંતુલન સ્થિરાંક છે. નકારાત્મક $\Delta \mathrm{G}$ સમીકરણ 6.15 માં +ve $\mathrm{K}$ સૂચવે છે. અને આ ત્યારે જ થઈ શ