కార్బన్, సల్ఫర్, బంగారం మరియు నోబుల్ వాయువులు వంటి కొన్ని మూలకాలు స్వేచ్ఛా స్థితిలో కనిపిస్తాయి, మరికొన్ని భూపటలంలో సంయోగ రూపాల్లో ఉంటాయి. ఒక మూలకాన్ని దాని సంయోగ రూపం నుండి వెలికితీయడం మరియు వేరుచేయడం రసాయన శాస్త్రం యొక్క వివిధ సూత్రాలను కలిగి ఉంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట మూలకం వివిధ సమ్మేళనాలలో ఉండవచ్చు. లోహశాస్త్రం మరియు వేరుచేయడం ప్రక్రియ రసాయనికంగా సాధ్యమయ్యేదిగా మరియు వాణిజ్యపరంగా సాధ్యమయ్యేదిగా ఉండాలి. ఇంకా, లోహాల అన్ని వెలికితీత ప్రక్రియలకు కొన్ని సాధారణ సూత్రాలు ఉమ్మడిగా ఉంటాయి. ఒక నిర్దిష్ట లోహాన్ని పొందడానికి, మొదట మనం ఖనిజాల కోసం చూస్తాము, ఇవి భూపటలంలో సహజంగా లభించే రసాయన పదార్థాలు, గని తవ్వడం ద్వారా పొందగలవి. ఒక లోహం కనిపించే అనేక ఖనిజాలలో, ఆ లోహం యొక్క మూలాలుగా ఉపయోగించడానికి కేవలం కొన్ని మాత్రమే వీలైనవిగా ఉంటాయి. అటువంటి ఖనిజాలను అదుర్లు అంటారు.

అరుదుగా, ఒక అదురు కేవలం కావలసిన పదార్థాన్ని మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. ఇది సాధారణంగా మట్టి లేదా అవాంఛిత పదార్థాలతో కలుషితమై ఉంటుంది, వీటిని గ్యాంగ్ అంటారు. అదుర్ల నుండి లోహాల వెలికితీత మరియు వేరుచేయడం క్రింది ప్రధాన దశలను కలిగి ఉంటుంది:

• అదురు సాంద్రీకరణ,
• దాని సాంద్రీకృత అదురు నుండి లోహాన్ని వేరుచేయడం, మరియు
• లోహం శుద్ధి.

దాని అదుర్ల నుండి లోహాన్ని వేరుచేయడానికి ఉపయోగించే మొత్తం శాస్త్రీయ మరియు సాంకేతిక ప్రక్రియను లోహశాస్త్రం అంటారు.

6.1 లోహాల సంభవం

ప్రస్తుత యూనిట్లో, మొదట మనం అదుర్ల ప్రభావవంతమైన సాంద్రీకరణ కోసం వివిధ దశలను వివరిస్తాము. ఆ తర్వాత మనం కొన్ని సాధారణ లోహశాస్త్ర ప్రక్రియల సూత్రాలను చర్చిస్తాము. ఆ సూత్రాలు సాంద్రీకృత అదురును లోహానికి ప్రభావవంతంగా క్షయీకరించడంలో ఉండే ఉష్ణగతిక మరియు విద్యుత్ రసాయన అంశాలను కలిగి ఉంటాయి.

మూలకాలు సమృద్ధిలో మారుతూ ఉంటాయి. లోహాలలో, అల్యూమినియం అత్యంత సమృద్ధిగా ఉంటుంది. ఇది భూపటలంలో మూడవ అత్యంత సమృద్ధి మూలకం ($8.3 \%$ సుమారు బరువు ప్రకారం). ఇది మైకా మరియు మట్టి వంటి అనేక అగ్నిపర్వత ఖనిజాలలో ప్రధాన భాగం. అనేక రత్నాలు $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ యొక్క అశుద్ధ రూపాలు మరియు అశుద్ధులు $\mathrm{Cr}$ (రూబీలో) నుండి Co (నీలమణిలో) వరకు ఉంటాయి. ఇనుము భూపటలంలో రెండవ అత్యంత సమృద్ధి లోహం. ఇది వివిధ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు వాటి వివిధ ఉపయోగాలు దానిని చాలా ముఖ్యమైన మూలకంగా చేస్తాయి. ఇది జీవ వ్యవస్థలలోని అత్యవసర మూలకాలలో ఒకటి.

అల్యూమినియం, ఇనుము, రాగి మరియు జింక్ యొక్క ప్రధాన అదుర్లు పట్టిక 6.1లో ఇవ్వబడ్డాయి.

పట్టిక 6.1: కొన్ని ముఖ్యమైన లోహాల ప్రధాన అదుర్లు

వెలికితీత ప్రయోజనం కోసం, అల్యూమినియం కోసం బాక్సైట్ ఎంపిక చేయబడుతుంది. ఇనుము కోసం, సాధారణంగా ఆక్సైడ్ అదుర్లు తీసుకోబడతాయి, ఇవి సమృద్ధిగా ఉంటాయి మరియు కాలుష్య కారక వాయువులను ఉత్పత్తి చేయవు ($\mathrm{SO_2}$ వంటివి, ఇనుప పైరైట్స్ విషయంలో ఉత్పత్తి అవుతాయి). రాగి మరియు జింక్ కోసం, లభ్యత మరియు ఇతర సంబంధిత కారకాలపై ఆధారపడి, జాబితా చేయబడిన అదుర్లలో ఏదైనా ఉపయోగించబడవచ్చు (పట్టిక 6.1). సాంద్రీకరణకు ముందు, అదుర్లు శ్రేణీకరించబడతాయి మరియు సహేతుక పరిమాణానికి చిన్న చిన్న ముక్కలుగా చేయబడతాయి.

అదురు నుండి అవాంఛిత పదార్థాలను (ఉదా., ఇసుక, మట్టి, మొదలైనవి) తొలగించడాన్ని సాంద్రీకరణ, డ్రెస్సింగ్ లేదా బెనిఫిక్షన్ అంటారు. ఇది అనేక దశలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఈ దశల ఎంపిక లోహం యొక్క సమ్మేళనం మరియు గ్యాంగ్ యొక్క భౌతిక ధర్మాల మధ్య వ్యత్యాసాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లోహం యొక్క రకం, అందుబాటులో ఉన్న సౌకర్యాలు మరియు పర్యావరణ కారకాలు కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి. కొన్ని ముఖ్యమైన విధానాలు క్రింద వివరించబడ్డాయి.

6.2 అదుర్ల సాంద్రీకరణ

అదురు నుండి అవాంఛిత పదార్థాలను (ఉదా., ఇసుక, మట్టి, మొదలైనవి) తొలగించడాన్ని సాంద్రీకరణ, డ్రెస్సింగ్ లేదా బెనిఫిక్షన్ అంటారు. సాంద్రీకరణకు ముందు, అదుర్లు శ్రేణీకరించబడతాయి మరియు సహేతుక పరిమాణానికి చిన్న చిన్న ముక్కలుగా చేయబడతాయి. అదుర్ల సాంద్రీకరణ అనేక దశలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఈ దశల ఎంపిక లోహం యొక్క సమ్మేళనం మరియు గ్యాంగ్ యొక్క భౌతిక ధర్మాల మధ్య వ్యత్యాసాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లోహం యొక్క రకం, అందుబాటులో ఉన్న సౌకర్యాలు మరియు పర్యావరణ కారకాలు కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి. అదురు సాంద్రీకరణ కోసం కొన్ని ముఖ్యమైన విధానాలు క్రింద వివరించబడ్డాయి.

6.2.1 హైడ్రాలిక్ వాషింగ్

ఇది అదురు మరియు గ్యాంగ్ కణాల నిర్దిష్ట గురుత్వాకర్షణల మధ్య వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువలన ఇది గురుత్వాకర్షణ వేరుచేత యొక్క ఒక రకం. ఒక అటువంటి ప్రక్రియలో, పొడి అదురును కడగడానికి పరుగు నీటి పైకి ప్రవాహం ఉపయోగించబడుతుంది. తేలికైన గ్యాంగ్ కణాలు కడిగివేయబడతాయి మరియు భారీ అదురు కణాలు వెనుక ఉంటాయి.

6.2.2 అయస్కాంత వేరుచేత

ఇది అదురు భాగాల అయస్కాంత ధర్మాలలో వ్యత్యాసాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అదురు లేదా గ్యాంగ్ లో ఏదైనా అయస్కాంత క్షేత్రం వైపు ఆకర్షితమైతే, ఈ పద్ధతి ద్వారా వేరుచేత జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు ఇనుప అదుర్లు అయస్కాంతం వైపు ఆకర్షించబడతాయి, కాబట్టి, అయస్కాంతేతర అశుద్ధులను అయస్కాంత వేరుచేత ఉపయోగించి వాటి నుండి వేరు చేయవచ్చు. పొడి అదురు ఒక కన్వేయర్ బెల్ట్ పైన వేయబడుతుంది, ఇది అయస్కాంత రోలర్ పైన కదులుతుంది (Fig.6.1) అయస్కాంత పదార్థం బెల్ట్ వైపు ఆకర్షించబడి ఉంటుంది మరియు దానికి దగ్గరగా పడిపోతుంది.

6.2.3 ఫ్రాత్ ఫ్లోటేషన్ పద్ధతి

సల్ఫైడ్ అదుర్ల నుండి గ్యాంగ్ను తొలగించడానికి ఈ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో, పొడి అదురు యొక్క సస్పెన్షన్ నీటితో తయారు చేయబడుతుంది. కలెక్టర్లు మరియు ఫ్రాత్ స్టెబిలైజర్లు దానికి జోడించబడతాయి. కలెక్టర్లు (ఉదా., పైన్ ఆయిల్స్, ఫ్యాటీ ఆమ్లాలు, జాంతేట్స్, మొదలైనవి) ఖనిజ కణాల నానబెట్టలేని స్వభావాన్ని పెంచుతాయి మరియు ఫ్రాత్ స్టెబిలైజర్లు (ఉదా., క్రెసోల్స్, అనిలిన్) ఫ్రాత్ను స్థిరీకరిస్తాయి.

ఖనిజ కణాలు నూనెల ద్వారా తడిస్తాయి, గ్యాంగ్ కణాలు నీటి ద్వారా తడిస్తాయి. ఒక తిరిగే పాడిల్ మిశ్రమాన్ని కదిలిస్తుంది మరియు దానిలోకి గాలిని లాగుతుంది. ఫలితంగా, ఫ్రాత్ ఏర్పడుతుంది, ఇది ఖనిజ కణాలను మోసుకెళుతుంది. ఫ్రాత్ తేలికైనది మరియు పైపొర గా తీసివేయబడుతుంది. అదురు కణాలను తిరిగి పొందడానికి అది ఆపై ఎండబెట్టబడుతుంది.

కొన్నిసార్లు, నూనె మరియు నీటి నిష్పత్తిని సర్దుబాటు చేయడం లేదా ‘డిప్రెసెంట్స్’ ఉపయోగించడం ద్వారా రెండు సల్ఫైడ్ అదుర్లను వేరు చేయడం సాధ్యమవుతుంది. ఉదాహరణకు, ZnS మరియు PbS కలిగిన అదురు విషయంలో, ఉపయోగించే డిప్రెసెంట్ NaCN. ఇది ఎంపికగా ZnSను ఫ్రాత్కు రాకుండా నిరోధిస్తుంది కానీ PbSను ఫ్రాత్తో రావడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఆవిష్కరణ మనస్సు కలిగిన ఉడుకు స్త్రీ

ఒక వ్యక్తి శాస్త్రీయ మనోభావం కలిగి ఉంటే మరియు పరిశీలనలకు శ్రద్ధ వహిస్తే అద్భుతాలు చేయగలడు. ఒక ఉడుకు స్త్రీకి కూడా ఆవిష్కరణ మనస్సు ఉంది. ఒక గని కార్మికుని యూనిఫాంను ఉడుకుతున్నప్పుడు, ఇసుక మరియు ఇలాంటి మురికి వాష్టబ్ అడుగున పడిందని ఆమె గమనించింది. విశేషమేమిటంటే, గనుల నుండి బట్టలకు వచ్చిన రాగి కలిగిన సమ్మేళనాలు, సబ్బు నురుగులో చిక్కుకున్నాయి మరియు అవి పైకి వచ్చాయి. ఆమె క్లయింట్లలో ఒకరు, శ్రీమతి క్యారీ ఎవెర్సన్ ఒక రసాయన శాస్త్రవేత్త. ఉడుకు స్త్రీ తన అనుభవాన్ని శ్రీమతి ఎవెర్సన్కు చెప్పింది. ఆమె ఆ ఆలోచనను పెద్ద మొత్తంలో రాతి మరియు భూమి పదార్థాల నుండి రాగి సమ్మేళనాలను వేరు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చని ఆలోచించింది. ఈ విధంగా ఒక ఆవిష్కరణ వచ్చింది. ఆ సమయంలో రాగి వెలికితీత కోసం కేవలం ఆ అదుర్లు ఉపయోగించబడ్డాయి, అవి లోహం యొక్క పెద్ద మొత్తాలను కలిగి ఉండేవి. ఫ్రాత్ ఫ్లోటేషన్ పద్ధతి ఆవిష్కరణ తక్కువ దరజు అదుర్ల నుండి కూడా రాగి గని తవ్వకం లాభదాయకంగా చేసింది. ప్రపంచ రాగి ఉత్పత్తి పెరిగింది మరియు లోహం చౌకగా మారింది.

6.2.4 లీచింగ్

అదురు కొన్ని సరైన ద్రావకంలో కరిగితే లీచింగ్ తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. క్రింది ఉదాహరణలు విధానాన్ని వివరిస్తాయి:

(a) బాక్సైట్ నుండి అల్యూమినా లీచింగ్

అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన అదురు, బాక్సైట్, సాధారణంగా $\mathrm{SiO_2}$, ఇనుము ఆక్సైడ్లు మరియు టైటానియం ఆక్సైడ్ $\left(\mathrm{TiO_2}\right)$ ను అశుద్ధులుగా కలిగి ఉంటుంది. సాంద్రీకరణ పొడి అదురును $\mathrm{NaOH}$ యొక్క సాంద్రీకృత ద్రావణంతో $473-523 \mathrm{~K}$ మరియు $35-36$ బార్ పీడనం వద్ద జీర్ణం చేయడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఈ విధంగా, $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ సోడియం అల్యూమినేట్ (మరియు $\mathrm{SiO_2}$ కూడా సోడియం సిలికేట్)గా లీచ్ అవుతుంది, అశుద్ధులను వెనుక ఉంచుతుంది:

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

ద్రావణంలోని అల్యూమినేట్ $\mathrm{CO_2}$ వాయువును పంపడం ద్వారా తటస్థీకరించబడుతుంది మరియు హైడ్రేటెడ్ $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ అవక్షేపించబడుతుంది. ఈ దశలో, ద్రావణం తాజాగా తయారు చేసిన హైడ్రేటెడ్ $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ నమూనాలతో విత్తనం చేయబడుతుంది, ఇది అవక్షేపణను ప్రేరేపిస్తుంది:

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

సోడియం సిలికేట్ ద్రావణంలో ఉంటుంది మరియు హైడ్రేటెడ్ అల్యూమినా ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది, ఎండబెట్టబడుతుంది మరియు వేడి చేయబడుతుంది, తిరిగి స్వచ్ఛమైన ⟦77⟨ ను ఇస్తుంది:

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

(b) ఇతర ఉదాహరణలు

వెండి మరియు బంగారం లోహశాస్త్రంలో, సంబంధిత లోహం గాలి ఉనికిలో ($\mathrm{O_2}$ కోసం) $\mathrm{NaCN}$ లేదా $\mathrm{KCN}$ యొక్క విలీన ద్రావణంతో లీచ్ చేయబడుతుంది, దాని నుండి లోహం తర్వాత స్థానభ్రంశం ద్వారా పొందబడుతుంది:

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

6.3 సాంద్రీకృత అదురు నుండి ముడి లోహం వెలికితీత

సాంద్రీకృత అదురు నుండి లోహాన్ని వెలికితీయడానికి, దానిని లోహానికి క్షయీకరణకు సరిపోయే రూపంలోకి మార్చాలి. సాధారణంగా సల్ఫైడ్ అదుర్లు క్షయీకరణకు ముందు ఆక్సైడ్గా మార్చబడతాయి ఎందుకంటే ఆక్సైడ్లు తేలికగా క్షయీకరించబడతాయి. అందువలన సాంద్రీకృత అదురు నుండి లోహాల వేరుచేయడం రెండు ప్రధాన దశలను కలిగి ఉంటుంది అవి,

(ఎ) ఆక్సైడ్గా మార్పు, మరియు (బి) లోహానికి ఆక్సైడ్ క్షయీకరణ.

(ఎ) ఆక్సైడ్గా మార్పు

(i) కాల్సినేషన్: కాల్సినేషన్ వేడి చేయడాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది అస్థిర పదార్థాన్ని తొలగిస్తుంది, అది తప్పించుకుంటుంది మరియు లోహ ఆక్సైడ్ను వెనుక ఉంచుతుంది:

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

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

(ii) రోస్టింగ్: రోస్టింగ్లో, అదురు లోహం ద్రవీభవన స్థానం కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక కొలిమిలో గాలి యొక్క సాధారణ సరఫరాలో వేడి చేయబడుతుంది. సల్ఫైడ్ అదుర్లను కలిగి ఉన్న కొన్ని ప్రతిచర్యలు:

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

రాగి యొక్క సల్ఫైడ్ అదుర్లు రివర్బరేటరీ కొలిమిలో వేడి చేయబడతాయి [Fig. 6.3]. అదురు ఇనుమును కలిగి ఉంటే, వేడి చేయడానికి ముందు సిలికాతో కలుపుతారు. ఇనుము ఆక్సైడ్ ‘స్లాగ్స్ ఆఫ్’* ఇనుప సిలికేట్గా మారుతుంది మరియు రాగి కాపర్ మాట్ రూపంలో ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది Cu2S మరియు FeS ను కలిగి ఉంటుంది.

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

ఉత్పత్తి చేయబడిన SO2 H2SO4 తయారీ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

(బి) లోహానికి ఆక్సైడ్ క్షయీకరణ

లోహ ఆక్సైడ్ క్షయీకరణ సాధారణంగా దానిని క్షయీకరణ కారకంగా పనిచేసే కొన్ని ఇతర పదార్థాలతో వేడి చేయడాన్ని కలిగి ఉంటుంది ($\mathrm{C}$ లేదా $\mathrm{CO}$ లేదా మరొక లోహం కూడా). క్షయీకరణ కారకం (ఉదా., కార్బన్) లోహ ఆక్సైడ్ యొక్క ఆక్సిజన్తో సంయోగం చెందుతుంది.

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

కొన్ని లోహ ఆక్సైడ్లు సులభంగా క్షయీకరించబడతాయి, మరికొన్ని క్షయీకరించడం చాలా కష్టం (క్షయీకరణ అంటే లోహ అయాన్ ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ లాభం). ఏదేమైనా, వేడి చేయడం అవసరం.

6.4 లోహశాస్త్రం యొక్క ఉష్ణగతిక సూత్రాలు

ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క కొన్ని ప్రాథమిక భావనలు లోహశాస్త్ర రూపాంతరాల సిద్ధాంతాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో మాకు సహాయపడతాయి. గిబ్స్ శక్తి ఇక్కడ అత్యంత ముఖ్యమైన పదం. ఏదైనా ప్రక్రియకు గిబ్స్ శక్తిలో మార్పు, $\Delta \mathrm{G}$, ఏదైనా నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద, సమీకరణం ద్వారా వివరించబడుతుంది:

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

ఇక్కడ, $\Delta \mathrm{H}$ ఎంథాల్పీ మార్పు మరియు $\Delta \mathrm{S}$ ప్రక్రియకు ఎంట్రోపీ మార్పు. ఏదైనా ప్రతిచర్యకు, ఈ మార్పు సమీకరణం ద్వారా కూడా వివరించబడుతుంది:

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

ఇక్కడ, $\mathrm{K}$ ఉష్ణోగ్రత, T వద్ద ‘రియాక్టెంట్ - ప్రొడక్ట్’ వ్యవస్థ యొక్క సమతౌల్య స్థిరాంకం. ఒక ప్రతికూల $\Delta \mathrm{G}$ సమీకరణం 6.15 లో +ve $\mathrm{K}$ ని సూచిస్తుంది. మరియు ఇది ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల వైపు ముందుకు సాగినప్పుడు మాత్రమే జరగగలదు. ఈ వాస్తవాల నుండి మనం క్రింది ముగింపులను తీసుకోవచ్చు:

1. సమీకరణం 6.14 లో $\Delta \mathrm{G}$ విలువ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ప్రతిచర్య ముందుకు సాగుతుంది. $\Delta \mathrm{S}$ ధనాత్మకంగా ఉంటే, ఉష్ణోగ్రత (T) పెర