काही मूलद्रव्ये जसे की कार्बन, गंधक, सोने आणि उदात्त वायू, मुक्त अवस्थेत आढळतात तर इतर पृथ्वीच्या कवचात संयुग्मित स्वरूपात आढळतात. एखाद्या मूलद्रव्याचे त्याच्या संयुग्मित स्वरूपातून काढणे आणि विलगन यामध्ये रसायनशास्त्राच्या विविध तत्त्वांचा समावेश होतो. एक विशिष्ट मूलद्रव्य विविध संयुगांमध्ये आढळू शकते. धातुकर्म आणि विलगनाची प्रक्रिया अशी असावी की ती रासायनिकदृष्ट्या शक्य आणि व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य असेल. तरीही, धातूंच्या सर्व काढण्याच्या प्रक्रियांमध्ये काही सामान्य तत्त्वे समान असतात. एक विशिष्ट धातू मिळवण्यासाठी, प्रथम आपण खनिजे शोधतो जी पृथ्वीच्या कवचात नैसर्गिकरित्या आढळणारी रासायनिक पदार्थ आहेत आणि खाणकामाद्वारे मिळवता येतात. अनेक खनिजांपैकी ज्यामध्ये एक धातू आढळू शकतो, फक्त काहीच त्या धातूचे स्रोत म्हणून वापरण्यासाठी व्यवहार्य असतात. अशा खनिजांना अयस्क म्हणतात.

क्वचितच, एखाद्या अयस्कामध्ये फक्त इच्छित पदार्थ असतो. तो सहसा मातीच्या किंवा अवांछित सामग्रीने दूषित केला जातो ज्याला गॅंग म्हणतात. अयस्कांमधून धातूंचे काढणे आणि विलगन यामध्ये खालील प्रमुख चरणांचा समावेश होतो:

• अयस्काचे संहतीकरण,
• संहत अयस्कातून धातूचे विलगन, आणि
• धातूचे शुद्धीकरण.

त्याच्या अयस्कांमधून धातूचे विलगन करण्यासाठी वापरलेली संपूर्ण वैज्ञानिक आणि तांत्रिक प्रक्रिया याला धातुकर्म म्हणतात.

6.1 धातूंची उपलब्धता

या प्रकरणात, प्रथम आपण अयस्कांच्या प्रभावी संहतीकरणासाठी विविध चरणांचे वर्णन करू. त्यानंतर आपण काही सामान्य धातुकर्म प्रक्रियांच्या तत्त्वांची चर्चा करू. ती तत्त्वे संहत अयस्काच्या धातूमध्ये प्रभावी अपचयनासाठी आवश्यक असलेल्या ऊष्मागतिकीय आणि विद्युतरासायनिक पैलूंचा समावेश करतील.

मूलद्रव्ये विपुलतेमध्ये बदलतात. धातूंमध्ये, अॅल्युमिनियम हे सर्वात विपुल आहे. हे पृथ्वीच्या कवचातील तिसरे सर्वात विपुल मूलद्रव्य आहे ($8.3 \%$ अंदाजे वजनानुसार). हे मायका आणि चिकणमाती यासह अनेक अग्निजन्य खनिजांचा एक प्रमुख घटक आहे. अनेक रत्ने $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ च्या अशुद्ध स्वरूपाची आहेत आणि अशुद्धता $\mathrm{Cr}$ ( ‘रूबी’ मध्ये) ते Co ( ‘सॅफायर’ मध्ये) पर्यंत असते. लोह हे पृथ्वीच्या कवचातील दुसरे सर्वात विपुल धातू आहे. हे विविध संयुगे तयार करते आणि त्यांचे विविध उपयोग यामुळे ते एक अतिशय महत्त्वाचे मूलद्रव्य बनते. हे जैविक प्रणालींमधील आवश्यक घटकांपैकी एक आहे.

अॅल्युमिनियम, लोह, तांबे आणि जस्त यांचे प्रमुख अयस्क तक्ता 6.1 मध्ये दिले आहेत.

तक्ता 6.1: काही महत्त्वाच्या धातूंचे प्रमुख अयस्क

काढण्याच्या उद्देशाने, अॅल्युमिनियमसाठी बॉक्साइट निवडले जाते. लोहासाठी, सहसा ऑक्साईड अयस्क घेतले जातात जे विपुल आहेत आणि प्रदूषणकारक वायू तयार करत नाहीत (जसे की $\mathrm{SO_2}$ जे आयर्न पायराइट्सच्या बाबतीत तयार होते). तांबे आणि जस्तासाठी, उपलब्धता आणि इतर संबंधित घटकांवर अवलंबून, सूचीबद्ध केलेल्या अयस्कांपैकी कोणतेही (तक्ता 6.1) वापरले जाऊ शकते. संहतीकरणासाठी पुढे जाण्यापूर्वी, अयस्कांचे श्रेणीकरण केले जाते आणि वाजवी आकारात चिरडले जातात.

अयस्कातून अवांछित सामग्री (उदा., वाळू, चिकणमाती, इ.) काढून टाकण्यास संहतीकरण, ड्रेसिंग किंवा बेनिफॅक्शन म्हणतात. यामध्ये अनेक चरणांचा समावेश होतो आणि या चरणांची निवड उपस्थित धातूच्या संयुगाच्या आणि गॅंगच्या भौतिक गुणधर्मांमधील फरकांवर अवलंबून असते. धातूचा प्रकार, उपलब्ध सुविधा आणि पर्यावरणीय घटक देखील विचारात घेतले जातात. काही महत्त्वाच्या प्रक्रियांचे वर्णन खाली केले आहे.

6.2 अयस्कांचे संहतीकरण

अयस्कातून अवांछित सामग्री (उदा., वाळू, चिकणमाती, इ.) काढून टाकण्यास संहतीकरण, ड्रेसिंग किंवा बेनिफॅक्शन म्हणतात. संहतीकरणासाठी पुढे जाण्यापूर्वी, अयस्कांचे श्रेणीकरण केले जाते आणि वाजवी आकारात चिरडले जातात. अयस्कांचे संहतीकरण यामध्ये अनेक चरणांचा समावेश होतो आणि या चरणांची निवड उपस्थित धातूच्या संयुगाच्या आणि गॅंगच्या भौतिक गुणधर्मांमधील फरकांवर अवलंबून असते. धातूचा प्रकार, उपलब्ध सुविधा आणि पर्यावरणीय घटक देखील विचारात घेतले जातात. अयस्काचे संहतीकरण करण्यासाठी काही महत्त्वाच्या प्रक्रियांचे वर्णन खाली केले आहे.

6.2.1 हायड्रॉलिक वॉशिंग

हे अयस्क आणि गॅंग कणांच्या विशिष्ट गुरुत्वांमधील फरकावर आधारित आहे. म्हणूनच हे गुरुत्वाकर्षण विभाजनाचा एक प्रकार आहे. अशा एका प्रक्रियेत, चूर्ण केलेल्या अयस्काला धुण्यासाठी धावणाऱ्या पाण्याचा वरच्या दिशेने प्रवाह वापरला जातो. हलके गॅंग कण धुतले जातात आणि जड अयस्क कण मागे राहतात.

6.2.2 चुंबकीय विभाजन

हे अयस्क घटकांच्या चुंबकीय गुणधर्मांमधील फरकांवर आधारित आहे. जर एकतर अयस्क किंवा गॅंग चुंबकीय क्षेत्राकडे आकर्षित होत असेल, तर विभाजन या पद्धतीने केले जाते. उदाहरणार्थ लोह अयस्क चुंबकाकडे आकर्षित होतात, म्हणून, चुंबकीय नसलेल्या अशुद्धता चुंबकीय विभाजन वापरून त्यापासून वेगळ्या केल्या जाऊ शकतात. चूर्ण केलेला अयस्क एका कन्व्हेयर बेल्टवर सोडला जातो जो चुंबकीय रोलरवरून फिरतो (आकृती 6.1) चुंबकीय पदार्थ बेल्टकडे आकर्षित राहतो आणि त्याच्या जवळ पडतो.

6.2.3 फ्रॉथ फ्लोटेशन पद्धत

सल्फाइड अयस्कांमधून गॅंग काढून टाकण्यासाठी ही पद्धत वापरली जाते. या प्रक्रियेत, चूर्ण केलेल्या अयस्काचे पाण्यात निलंबन तयार केले जाते. त्यात कलेक्टर आणि फ्रॉथ स्टॅबिलायझर घालण्यात येतात. कलेक्टर (उदा., पाइन ऑइल, फॅटी ऍसिड, झॅन्थेट्स, इ.) खनिज कणांची नॉन-वेटेबिलिटी वाढवतात आणि फ्रॉथ स्टॅबिलायझर (उदा., क्रेसॉल, ॲनिलीन) फ्रॉथ स्थिर करतात.

खनिज कण तेलांनी ओले होतात तर गॅंग कण पाण्याने ओले होतात. एक फिरणारा पॅडल मिश्रणाला हलवतो आणि त्यात हवा खेचतो. परिणामी, फ्रॉथ तयार होतो जो खनिज कणांना वाहून नेतो. फ्रॉथ हलका असतो आणि तो स्किम केला जातो. नंतर अयस्क कण पुनर्प्राप्तीसाठी तो वाळवला जातो.

काहीवेळा, तेल आणि पाण्याचे प्रमाण समायोजित करून किंवा ‘डिप्रेसन्ट’ वापरून दोन सल्फाइड अयस्क वेगळे करणे शक्य असते. उदाहरणार्थ, ZnS आणि PbS असलेल्या अयस्काच्या बाबतीत, वापरलेले डिप्रेसन्ट NaCN आहे. ते ZnS ला फ्रॉथमध्ये येण्यापासून निवडकपणे प्रतिबंधित करते परंतु PbS ला फ्रॉथसह येण्यास परवानगी देते.

नाविन्यपूर्ण धोबीण

जर एखाद्याकडे वैज्ञानिक वृत्ती असेल आणि तो निरीक्षणांकडे लक्ष देणारा असेल तर तो अचंबे करू शकतो. एका धोबीणकडे देखील नाविन्यपूर्ण मन होते. एका खाणकाम्याचे ओव्हरऑल धुताना, तिला असे दिसून आले की वाळू आणि तत्सम घाण वॉशटबच्या तळाशी पडली. विशेष म्हणजे, खाणींमधून कपड्यांवर आलेले तांबेयुक्त संयुग, साबणाच्या फेस मध्ये अडकले आणि म्हणून ते वर आले. तिच्या एका ग्राहक, कॅरी एव्हरसन या रसायनशास्त्रज्ञ होत्या. धोबीणने तिचा अनुभव श्रीमती एव्हरसन यांना सांगितला. नंतरच्या महिलेने विचार केला की ही कल्पना मोठ्या प्रमाणात खडकाळ आणि मातीच्या सामग्रीपासून तांबे संयुगे वेगळे करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. अशाप्रकारे एक शोध लागला. त्यावेळी फक्त तेच अयस्क तांबे काढण्यासाठी वापरले जात होते, ज्यामध्ये धातूचे मोठे प्रमाण होते. फ्रॉथ फ्लोटेशन पद्धतीच्या शोधामुळे कमी दर्जाच्या अयस्कांपासून देखील तांब्याचे खाणकाम नफा देणारे झाले. जगातील तांब्याचे उत्पादन वाढले आणि धातू स्वस्त झाला.

6.2.4 लीचिंग

जर अयस्क काही योग्य द्रावकात विरघळणारे असेल तर लीचिंग अनेकदा वापरले जाते. खालील उदाहरणे प्रक्रिया स्पष्ट करतात:

(अ) बॉक्साइटमधून अल्युमिनाचे लीचिंग

अॅल्युमिनियमचे प्रमुख अयस्क, बॉक्साइट, सहसा $\mathrm{SiO_2}$, लोह ऑक्साईड आणि टायटॅनियम ऑक्साईड $\left(\mathrm{TiO_2}\right)$ अशुद्धता म्हणून असतात. संहतीकरण चूर्ण केलेला अयस्क $\mathrm{NaOH}$ च्या सांद्र द्रावणासह $473-523 \mathrm{~K}$ आणि $35-36$ बार दाबाने पचवून केले जाते. अशाप्रकारे, $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ सोडियम अल्युमिनेट म्हणून (आणि $\mathrm{SiO_2}$ देखील सोडियम सिलिकेट म्हणून) लीच आउट होते आणि अशुद्धता मागे राहतात:

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

द्रावणातील अल्युमिनेट $\mathrm{CO_2}$ वायू पास करून तटस्थ केले जाते आणि हायड्रेटेड $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ तयार होते. या टप्प्यावर, द्रावणात ताज्या तयार केलेल्या हायड्रेटेड $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ च्या नमुन्यांसह बीजे केले जाते ज्यामुळे तयार होणे प्रेरित होते:

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

सोडियम सिलिकेट द्रावणात राहते आणि हायड्रेटेड अल्युमिना गाळला जातो, वाळवला जातो आणि शुद्ध $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ परत देण्यासाठी तापवला जातो:

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

(ब) इतर उदाहरणे

चांदी आणि सोन्याच्या धातुकर्मात, संबंधित धातू $\mathrm{NaCN}$ किंवा $\mathrm{KCN}$ च्या विरल द्रावणाने हवेच्या उपस्थितीत ($\mathrm{O_2}$ साठी) लीच केली जाते ज्यातून नंतर विस्थापनाद्वारे धातू मिळवला जातो:

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

6.3 संहत अयस्कातून कच्च्या धातूचे काढणे

संहत अयस्कातून धातू काढण्यासाठी, ते अशा स्वरूपात रूपांतरित केले पाहिजे जे धातूमध्ये अपचयनासाठी योग्य असेल. सहसा सल्फाइड अयस्क अपचयनापूर्वी ऑक्साईडमध्ये रूपांतरित केले जातात कारण ऑक्साईडचे अपचयन करणे सोपे असते. अशाप्रकारे संहत अयस्कातून धातूंचे विलगन यामध्ये दोन प्रमुख चरणांचा समावेश होतो म्हणजे,

(अ) ऑक्साईडमध्ये रूपांतर, आणि (ब) धातूमध्ये ऑक्साईडचे अपचयन.

(अ) ऑक्साईडमध्ये रूपांतर

(i) कॅल्सिनेशन: कॅल्सिनेशनमध्ये तापवणे समाविष्ट असते. हे अस्थिर पदार्थ काढून टाकते जे धातूचे ऑक्साईड मागे ठेवून पळून जाते:

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

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

(ii) रोस्टिंग: रोस्टिंगमध्ये, अयस्क भट्टीमध्ये हवेच्या नियमित पुरवठ्यात धातूच्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा कमी तापमानात तापवला जातो. सल्फाइड अयस्कांसह काही अभिक्रिया आहेत:

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

तांब्याचे सल्फाइड अयस्क रिव्हर्बरेटरी भट्टीत तापवले जातात [आकृती 6.3]. जर अयस्कात लोह असेल तर तापवण्यापूर्वी त्यात सिलिका मिसळली जाते. लोह ऑक्साईड ‘स्लॅग ऑफ’ होते* लोह सिलिकेट म्हणून आणि तांबे कॉपर मॅटच्या स्वरूपात तयार होते ज्यामध्ये Cu2S आणि FeS असते.

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

तयार झालेला SO2 H2SO4 बनवण्यासाठी वापरला जातो.

(ब) धातूमध्ये ऑक्साईडचे अपचयन

धातू ऑक्साईडचे अपचयन सहसा त्यास इतर काही पदार्थासह अपचायक म्हणून कार्य करून तापवणे समाविष्ट असते ($\mathrm{C}$ किंवा $\mathrm{CO}$ किंवा इतर धातूसुद्धा). अपचायक (उदा., कार्बन) धातू ऑक्साईडच्या ऑक्सिजनसह संयोग करते.

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

काही धातू ऑक्साईड सहजपणे कमी होतात तर इतरांचे अपचयन करणे खूप कठीण असते (अपचयन म्हणजे धातू आयनाद्वारे इलेक्ट्रॉन मिळवणे). कोणत्याही परिस्थितीत, तापवणे आवश्यक असते.

6.4 धातुकर्माची ऊष्मागतिकीय तत्त्वे

ऊष्मागतिकीची काही मूलभूत संकल्पना धातुकर्मीय रूपांतरणांच्या सिद्धांतास समजून घेण्यास मदत करतात. गिब्स ऊर्जा हे येथे सर्वात महत्त्वाचे पद आहे. कोणत्याही निर्दिष्ट तापमानात, कोणत्याही प्रक्रियेसाठी गिब्स ऊर्जेतील बदल, $\Delta \mathrm{G}$ हे समीकरणाद्वारे वर्णन केले जाते:

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

जेथे, $\Delta \mathrm{H}$ ही एन्थॅल्पी बदल आहे आणि $\Delta \mathrm{S}$ ही प्रक्रियेसाठी एन्ट्रॉपी बदल आहे. कोणत्याही अभिक्रियेसाठी, हा बदल देखील समीकरणाद्वारे स्पष्ट केला जाऊ शकतो:

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

जेथे, $\mathrm{K}$ हा तापमान, T वर ‘अभिक्रियाक - उत्पाद’ प्रणालीचा समतोल स्थिरांक आहे. एक ऋण $\Delta \mathrm{G}$ समीकरण 6.15 मध्ये +ve $\mathrm{K}$ सूचित करते. आणि हे तेव्हाच होऊ शकते जेव्हा अभिक्रिया उत्पादकांकडे जाते. या तथ्यांवरून आपण खालील निष्कर्ष काढू शकतो:

1. जेव्हा समीकरण 6.14 मध्ये $\Delta \mathrm{G}$ चे मूल्य ऋण असते, तेव्हाच अभिक्रिया पुढे जाईल. जर $\Delta \mathrm{S}$ धन असेल, तर तापमान (T) वाढवल्यास, $\mathrm{T} \Delta \mathrm{S}$ चे मूल्य $(\Delta \mathrm{H}<\mathrm{T} \Delta \mathrm{S})$ ने वाढेल आणि नंतर $\Delta \mathrm{G}$ -ve होईल.

2. जर दोन अभिक्रियांचे अभिक्रियाक आणि उत्पाद एका प्रणालीमध्ये एकत्र ठेवले आणि दोन संभाव्य अभिक्रियांचा निव्वळ $\Delta \mathrm{G}$ -ve असेल, तर एकूण अभिक्रिया घडेल. म्हणून अर्थ लावण्याच्या प्रक्रियेमध्ये दोन अभिक्रियांचे युग्मन करणे, त्यांच्या $\Delta \mathrm{G}$ ची बेरीज मिळवणे आणि त्याची तीव्रता आणि चिन्ह शोधणे समाविष्ट असते. असे युग्मन ऑक्साईड्सच्या निर्मितीसाठी गिब्स ऊर्जा $\left(\Delta \mathrm{G}^{\ominus}\right)$ विरुद्ध $\mathrm{T}$ प्लॉट्सद्वारे सहज समजू शकते (आकृती 6.4).

एलिंगहॅम आकृती

गिब्स ऊर्जेचे ग्राफिकल प्रतिनिधित्व प्रथम H.J.T.Ellingham यांनी वापरले होते. हे ऑक्साईड्सच्या अपचयनात अपचायक निवडण्याचा विचार करण्यासाठी एक आधार प्रदान करते. याला एलिंगहॅम आकृती म्हणतात. अशा आकृती आपल्याला अयस्काच्या उष्मीय अपचयनाची व्यवहार्यता भाकित करण्यास मदत करतात. व्यवहार्यतेचा निकष असा आहे की दिलेल्या तापमानात, अभिक्रियेची गिब्स ऊर्जा ऋण असणे आवश्यक आहे.

(अ) एलिंगहॅम आकृती सामान्यतः मूलद्रव्यांच्या ऑक्साईड्सच्या निर्मितीसाठी $\Delta_{f} \mathrm{G}^{\ominus} v s \mathrm{~T}$ च्या प्लॉट्सचा समावेश करते म्हणजे अभिक्रियेसाठी,

$$ 2 \mathrm{xM}(\mathrm{s})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O}(\mathrm{s}) $$

या अभिक्रियेत, वायूचे प्रमाण (म्हणून आण्विक अनियमितता) डावीकडून उजवीकडे कमी होत आहे कारण वायूंचा वापर होतो ज्यामुळे $\Delta \mathrm{S}$ चे -ve मूल्य येते जे समीकरण (6.14) मधील दुसऱ्या पदाचे चिन्ह बदलते. त्यानंतर $\Delta \mathrm{G}$ $\mathrm{T}$ वाढत असतानाही (सामान्यतः, $\Delta \mathrm{G}$ कमी होते म्हणजे तापमान वाढल्याने कमी बाजूस जाते) उच्च बाजूकडे सरकते. परिणाम $\mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O}(\mathrm{s})$ च्या निर्मितीसाठी वर दर्शविलेल्या बहुतेक अभिक्रियांसाठी वक्रात +ve उतार असतो.

(ब) प्रत्येक प्लॉट एक सरळ रेषा असते जोपर्यंत काही टप्प्यात बदल ($\mathrm{s} \rightarrow$ द्रव किंवा द्रव $\rightarrow \mathrm{g}$) होत नाही. असे बदल होणारे तापमान, +ve बाजूला उतारात वाढ द्वारे दर्शविले जाते (उदा., Zn, ZnO प्लॉटमध्ये, वितळणे वक्रात अचानक बदल द्वारे दर्शविले जाते).

(ग) वक्रात एक बिंदू असतो ज्याच्या खाली $\Delta \mathrm{G}$ ऋण असतो ($\mathrm{So_\mathrm{x}} \mathrm{O}$ स्थिर असतो). या बिंदूच्या वर, $\mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O}$ स्वतःच विघटित होईल.

(ड) एलिंगहॅम आकृतीमध्ये, सामान्य धातू आणि काही अपचायकांच्या ऑक्सिडेशनसाठी (आणि म्हणून संबंधित प्रजातींचे अपचयन) $\Delta \mathrm{G}^{\ominus}$ चे प्लॉट दिले आहेत. $\Delta_{f} \mathrm{G}^{\ominus}$, इ. ची मूल्ये (ऑक्साईड्सच्या निर्मितीसाठी) विविध तापमानात दर्शविली जातात ज्यामुळे अर्थ लावणे सोपे होते.

(ई) सल्फाइड आणि हैलाइड्ससाठी देखील समान आकृती तयार केल्या जातात आणि $\mathrm{M_x} \mathrm{~S}$ चे अपचयन का कठीण आहे हे स्पष्ट होते. तेथे, $\mathrm{M_x} \mathrm{~S}$ चा $\Delta_{f} \mathrm{G}^{\ominus}$ भरपाई केली जात नाही.

एलिंगहॅम आकृतीची मर्यादा

1. आलेख फक्त सूचित करतो की अभिक्रिया शक्य आहे की नाही, म्हणजे, अपचायकासह अपचयनाची प्रवृत्ती दर्शविली जाते. हे असे आहे कारण ते फक्त ऊष्मागतिकीय संकल्पनांवर आधारित आहे. हे अपचयन प्रक्रियेची गतिकी स्पष्ट करत नाही. हे अपचयन किती वेगाने होऊ शकते? अशा प्रश्नांची उत्तरे देऊ शकत नाही. तथापि, जेव्हा प्रत्येक प्रजाती घन अवस्थेत असते तेव्हा अभिक्रिया मंद का असतात आणि अयस्क वितळला की गुळगुळीत का होतात हे स्पष्ट करते. येथे हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की कोणत्याही रासायनिक अभिक्रियेसाठी DH (एन्थॅल्पी बदल) आणि DS (एन्ट्रॉपी बदल) मूल्ये तापमान बदलल्यानेही जवळजवळ स्थिर राहतात. म्हणून समीकरण (6.14) मधील एकमेव प्रबळ चल T होते. तथापि, DS संयुगाच्या भौतिक स्थितीवर अवलंबून असते. एन्ट्रॉपी प्रणालीतील अव्यवस्था किंवा अनियमिततेवर अवलंबून असल्याने, जर एखादे संयुग वितळते (s® l) किंवा बाष्पीभवन होते (l® g) तर ती वाढेल कारण घन ते द्रव किंवा द्रव ते वायूमध्ये टप्पा बदलल्याने आण्विक अनियमितता वाढते.

2. $\Delta \mathrm{G}^{\ominus}$ चे अर्थ लाव