ધાતુકર્મવિધિમાં ભૌતિક-રાસાયણિક સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ સમજાવો.

(N/A) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રની કેટલીક પાયાની સંકલ્પનાઓ ધાતુકર્મવિધિના રૂપાંતરણોના સિદ્ધાંતને સમજવામાં મદદ કરે છે.
તાપધાતુકર્મવિધિ $(Pyrometallurgy)$માં,તાપમાનમાં વિચરણ $(Variation)$ માટે કયું તત્ત્વ આપેલ ધાતુ ઑક્સાઈડ $(M_xO_y)$ માટે યોગ્ય રહેશે તે અંગેનું અર્થઘટન ગિબ્સ-ઊર્જાથી કરવામાં આવે છે. ઉષ્મીય રિડક્શન સરળતાથી થાય તે માટેનો માપદંડ એ છે કે આપેલા તાપમાને ગિબ્સ-ઊર્જા ફેરફાર $(\Delta G)$ નું મૂલ્ય ઋણ હોવું જોઈએ.
ગિબ્સ-ઊર્જામાં ફેરફાર નીચેના સમીકરણ વડે દર્શાવાય છે:
$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$
જ્યાં $\Delta H = \text{એન્થાલ્પી ફેરફાર}$,$\Delta S = \text{એન્ટ્રોપી ફેરફાર}$.
કોઈપણ પ્રક્રિયા ત્યારે જ આગળ વધશે જ્યારે $\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ હોય.
$(i)$ તાપમાન $T$ વધારતાં: જો $\Delta S$ ધન હોય,તો તાપમાન $(T)$ વધારતાં $T \Delta S$ નું મૂલ્ય વધશે $(\Delta H < T \Delta S)$ અને પરિણામે $\Delta G$ ઋણ બનશે.
જો બે પ્રક્રિયાઓ એટલે કે ઑક્સિડેશન અને રિડક્શનના યુગ્મનથી થતી એકંદર પ્રક્રિયા માટે $\Delta G$ નું મૂલ્ય ઋણ મળે,તો અંતિમ પ્રક્રિયા સરળતાથી થાય છે. આ પ્રકારનું યુગ્મન ઑક્સાઈડના નિર્માણ માટે ગિબ્સ-ઊર્જા $(\Delta_r G^{\ominus})$ વિરુદ્ધ $T$ ના આલેખ દ્વારા સરળતાથી સમજી શકાય છે.
આ આલેખ જ્યારે એક ગ્રામ મોલ ઑક્સિજન વપરાય ત્યારે થતા મુક્ત ઊર્જા ફેરફાર માટેનો છે.
$(ii)$ એલિંગહામ આકૃતિઓ: ગિબ્સ-ઊર્જાની આલેખીય રજૂઆત સૌપ્રથમ $H.J.T. Ellingham$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને તે ઑક્સાઈડના રિડક્શનમાં રિડક્શનકર્તાની પસંદગી માટે નિર્વિવાદ $(sound)$ પાયો પૂરો પાડે છે. આને એલિંગહામ આકૃતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.