Chemical Properties of Metals Questions in Gujarati

(N/A) ઝિંક એ કોપર કરતા વધુ સક્રિય છે; તેથી,તે $CuSO_4$ માંથી કોપરનું વિસ્થાપન કરશે. આ પ્રતિક્રિયા થશે.
$(b)$ આયર્ન એ ઝિંક કરતા ઓછું સક્રિય છે,તેથી તે ઝિંક સલ્ફેટમાંથી ઝિંકનું વિસ્થાપન કરી શકતું નથી. આ પ્રતિક્રિયા થશે નહીં.
$(c)$ ઝિંક એ આયર્ન કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી તે $FeSO_4$ માંથી આયર્નનું વિસ્થાપન કરશે. આ પ્રતિક્રિયા થશે.

(B) સાચું વિધાન એ છે કે કોપર સિલ્વર નાઈટ્રેટના દ્રાવણમાંથી સિલ્વરનું વિસ્થાપન કરી શકે છે,પરંતુ સિલ્વર કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી કોપરનું વિસ્થાપન કરી શકતું નથી.
આનું કારણ એ છે કે ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ કોપર એ સિલ્વર કરતા વધુ સક્રિય છે.
વધુ સક્રિય ધાતુ તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ઓછી સક્રિય ધાતુનું વિસ્થાપન કરી શકે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા આ મુજબ છે: $Cu(s) + 2AgNO_3(aq) \rightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2Ag(s)$.

(N/A) જ્યારે એલ્યુમિનિયમ ધાતુનો ટુકડો મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે. એલ્યુમિનિયમ એ હાઇડ્રોજન કરતાં વધુ સક્રિય ધાતુ છે અને સક્રિયતા શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની ઉપર આવે છે,તેથી તે મંદ $HCl$ ના દ્રાવણમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરે છે,જેના પરિણામે હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2Al(s) + 6HCl(aq) \longrightarrow 2AlCl_3(aq) + 3H_2(g)$

(N/A) જ્યારે સક્રિય ધાતુ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત થાય છે.
આ વાયુની કસોટી કરવા માટે,વાયુ ધરાવતી કસનળી અથવા પાત્રના મુખ પાસે સળગતી મીણબત્તી અથવા દિવાસળી લાવો.
હાઇડ્રોજન વાયુ લાક્ષણિક '$pop$' (પૉપ) અવાજ સાથે સળગે છે,જે તેની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.

(N/A) જ્યારે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ ઝિંક $(Zn)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ઝિંક ક્લોરાઇડ $(ZnCl_2)$ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ: $Zn(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl_2(aq) + H_2(g)$ છે.
મુક્ત થતો વાયુ હાઇડ્રોજન વાયુ છે અને તેનું આણ્વીય સૂત્ર $H_2$ છે.

(N/A) જ્યારે ઝિંકના ટુકડાઓને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના દ્રાવણ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે જેમાં હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે અને સોડિયમ ઝિંકેટ નામનો ક્ષાર બને છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Zn(s) + 2NaOH(aq) \longrightarrow Na_2ZnO_2(aq) + H_2(g)$
આ પ્રક્રિયામાં બનતી મુખ્ય નીપજ સોડિયમ ઝિંકેટ $(Na_2ZnO_2)$ છે.

(N/A) આ ધાતુ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ છે.
એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ $(Al_{2}O_{3})$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઈડ છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયા:
$Al_{2}O_{3}(s) + 3H_{2}SO_{4}(aq) \longrightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}(aq) + 3H_{2}O(l)$
મંદ સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડના દ્રાવણ સાથેની પ્રતિક્રિયા:
$Al_{2}O_{3}(s) + 2NaOH(aq) + 3H_{2}O(l) \longrightarrow 2Na[Al(OH)_{4}](aq)$ (સોડિયમ એલ્યુમિનેટ)

(N/A) પિત્તળ એ તાંબા $(Cu)$ અને જસત $(Zn)$ ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.
કાંસું એ તાંબા $(Cu)$ અને કલાઈ $(Sn)$ ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.

(N/A) વિદ્યુત ફ્યુઝ માટે વપરાતી મિશ્રધાતુ $Solder$ (સોલ્ડર) છે. તેના ઘટકો $Lead$ $(Pb)$ અને $Tin$ $(Sn)$ છે.

(N/A) સામાન્ય રીતે,ધાતુઓ મંદ $HNO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરતી વખતે $H_{2}$ વાયુ મુક્ત કરતી નથી,કારણ કે તે એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે ઉત્પન્ન થયેલા $H_{2}$ નું પાણીમાં ઓક્સિડેશન કરે છે. જોકે,મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને મેંગેનીઝ $(Mn)$ એ અપવાદ છે જે ખૂબ જ મંદ $HNO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_{2}$ વાયુ મુક્ત કરે છે.

(N/A) જ્યારે સોડિયમ $(Na)$ ને હવામાં ખુલ્લું રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તે હવામાં રહેલા ભેજ $(H_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2Na(s) + 2H_2O(l) \longrightarrow 2NaOH(aq) + H_2(g)$

(B) $(i)$ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ગરમ પાણી અથવા વરાળ સાથે ત્યારે જ પ્રક્રિયા કરે છે જ્યારે તે ગરમ અવસ્થામાં હોય,કારણ કે તે મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$(ii)$ કોપર $(Cu)$ એ ઓછી સક્રિય ધાતુ છે (સક્રિયતા શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવે છે) અને તે પાણી કે વરાળ સાથે બિલકુલ પ્રક્રિયા કરતી નથી.

(IRON) લોખંડ $(Fe)$,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ અને ઝિંક $(Zn)$ ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી. તેઓ વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,લોખંડની વરાળ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \longrightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(N/A) પ્રવૃત્તિ: એક કસનળીમાં ધાતુ $P$ ના ક્ષારનું દ્રાવણ લો અને તેમાં ધાતુ $Q$ ઉમેરો. ધાતુ $Q$ એ ધાતુ $P$ કરતા વધુ સક્રિય હોવાથી, તે તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ધાતુ $P$ નું વિસ્થાપન કરશે.
રાસાયણિક સમીકરણ:
ધાતુ $Q + P$ નું ક્ષારનું દ્રાવણ $\rightarrow Q$ નું ક્ષારનું દ્રાવણ $+$ ધાતુ $P$

(N/A) બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુના સમાંગ મિશ્રણને મિશ્રધાતુ કહેવામાં આવે છે.
તેને તૈયાર કરવા માટે સૌ પ્રથમ મુખ્ય ધાતુને ઓગાળવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ તેમાં અન્ય તત્વોને નિશ્ચિત પ્રમાણમાં ઓગાળવામાં આવે છે.

(A) સોડિયમ અને પોટેશિયમ અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ છે.
જ્યારે તેમને ખુલ્લામાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ વાતાવરણમાં રહેલા ઓક્સિજન અને ભેજ સાથે જોરદાર પ્રતિક્રિયા આપીને તેમના સંબંધિત ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે,જેમાં મોટી માત્રામાં ઉષ્મા મુક્ત થાય છે.
આ ઉષ્મા ધાતુને સળગાવવા માટે પૂરતી હોય છે,જેના કારણે તેમાં આગ લાગે છે.
તેથી,આ પ્રતિક્રિયાઓ અને આકસ્મિક આગને રોકવા માટે,તેમને કેરોસીનના તેલમાં ડુબાડીને રાખવામાં આવે છે,કારણ કે તેઓ તેની સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા નથી.

(N/A) નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_{3})$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે. જ્યારે ધાતુ તેની સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ઉત્પન્ન થતો હાઈડ્રોજન વાયુ $(H_{2})$ નાઈટ્રિક એસિડ દ્વારા તરત જ પાણી $(H_{2}O)$ માં ઓક્સિડાઈઝ થઈ જાય છે. તે જ સમયે,નાઈટ્રિક એસિડ પોતે નાઈટ્રોજનના વિવિધ ઓક્સાઈડમાં રિડક્શન પામે છે,જેમ કે નાઈટ્રસ ઓક્સાઈડ $(N_{2}O)$,નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ $(NO)$,અથવા નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ $(NO_{2})$.

(N/A) કેલ્શિયમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો હાઇડ્રોજન વાયુ પરપોટા બનાવે છે જે કેલ્શિયમ ધાતુની સપાટી પર ચોંટી જાય છે,જેના કારણે તે પાણીની સપાટી પર તરે છે.
$Ca(s) + 2H_2O(l) \to Ca(OH)_2(aq) + H_2(g)$

(A) $(i)$ $Y$ નું આણ્વીય સૂત્ર $XOH$ છે અને તેનું આણ્વીય દળ $40$ છે. $O$ નું પરમાણ્વીય દળ $16$ અને $H$ નું $1$ છે. તેથી,$X + 16 + 1 = 40$,જે $X = 23$ આપે છે. $23$ પરમાણ્વીય દળ ધરાવતું તત્વ સોડિયમ $(Na)$ છે.
$(ii)$ જ્યારે સોડિયમ $(Na)$ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
$(iii)$ હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ અત્યંત જ્વલનશીલ છે અને સરળતાથી આગ પકડી લે છે.
$(iv)$ તેથી,$X = Na$,$Y = NaOH$,અને $Z = H_2$ છે.

(A) ધાતુ $M$ એ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ છે.
ઓક્સાઇડ $Al_{2}O_{3}$ સ્વભાવે ઉભયધર્મી (amphoteric) છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયા:
$Al_{2}O_{3}(s) + 3H_{2}SO_{4}(aq) \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}(aq) + 3H_{2}O(l)$
મંદ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના દ્રાવણ સાથેની પ્રતિક્રિયા:
$Al_{2}O_{3}(s) + 2NaOH(aq) + 3H_{2}O(l) \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}](aq)$ (અથવા સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $2NaAlO_{2} + H_{2}O$)

(N/A) $Na$ ઠંડા પાણી સાથે ખૂબ જ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
$2Na(s) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + H_2(g)$
$(b)$ $Mg$ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી,પરંતુ ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$Mg(s) + 2H_2O(l) \rightarrow Mg(OH)_2(aq) + H_2(g)$
$(c)$ $Fe$ ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી,પરંતુ વરાળ (steam) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(N/A)

ધાતુઓ	અધાતુઓ
$1$. હવામાં સળગવાથી ધાતુના ઓક્સાઈડ બનાવે છે જે સ્વભાવે બેઝિક હોય છે.	$1$. હવામાં સળગવાથી અધાતુના ઓક્સાઈડ બનાવે છે જે સ્વભાવે એસિડિક હોય છે.
$2$. એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ક્ષાર અને હાઈડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.	$2$. તેઓ ઈલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર હોવાથી એસિડમાંથી હાઈડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી.
$3$. ધાતુઓ અધાતુઓ સાથે આયનીય સંયોજનો બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$NaCl$.	$3$. અધાતુઓ અન્ય અધાતુઓ સાથે સહસંયોજક સંયોજનો બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$CCl_4$.

(N/A) સૌથી વધુ સક્રિય તત્વ $B$ છે કારણ કે તે $A$ અને $C$ બંનેને તેમના સંયોજનોમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે.
$(b)$ સૌથી ઓછું સક્રિય તત્વ $C$ છે કારણ કે તે આપેલી પ્રતિક્રિયાઓમાં $A$ અને $B$ બંને દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$(c)$ આ વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ છે,ખાસ કરીને એકલ વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ.

(N/A) જે પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક હોય અને જેમાં ધાતુ પીગળેલી અવસ્થામાં ઉત્પન્ન થાય છે,તેને થર્મિટ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
નીચેની વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લો:
$Fe_{2}O_{3}(s) + 2Al(s) \xrightarrow{\text{Heat}} Al_{2}O_{3}(s) + 2Fe(l) + \text{Heat}$
આ પ્રક્રિયામાં,જ્યારે આયર્ન $(III)$ ઓક્સાઈડ $(Fe_{2}O_{3})$ ને એલ્યુમિનિયમ પાવડર $(Al)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઉત્પન્ન થતી ઉષ્માનું પ્રમાણ એટલું વધારે હોય છે કે આયર્ન $(Fe)$ ધાતુ પીગળેલી અવસ્થામાં પ્રાપ્ત થાય છે.
આ પીગળેલું લોખંડ રેલવેના પાટા અથવા મશીનના તિરાડ પડેલા ભાગોની વચ્ચેની જગ્યામાં વહે છે અને ઠંડુ પડતા તે મજબૂત રીતે જોડાઈ જાય છે.

(N/A) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે,જેને ભૌતિક પદ્ધતિઓ દ્વારા તેના ઘટકોમાં અલગ કરી શકાતું નથી.
મિશ્રધાતુઓને શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા વધુ ઉપયોગી બનાવતા ગુણધર્મો:
$(i)$ મિશ્રધાતુઓ ઘણીવાર તેમના ઘટક શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા વધુ સખત અને મજબૂત હોય છે.
$(ii)$ તેઓ ક્ષારણ (corrosion) સામે વધુ પ્રતિરોધક હોય છે.
$(iii)$ તેમની વિદ્યુત વાહકતા સામાન્ય રીતે શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા ઓછી હોય છે.
$(iv)$ તેમનું ગલનબિંદુ શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા નીચું હોય છે.
ઉદાહરણો:
$(a)$ પિત્તળ ($Cu$ અને $Zn$ ની મિશ્રધાતુ) અને કાંસું ($Cu$ અને $Sn$ ની મિશ્રધાતુ) વિદ્યુતના સારા વાહક નથી,જ્યારે શુદ્ધ તાંબુ વિદ્યુત પરિપથોમાં વપરાતો ઉત્તમ વાહક છે.
$(b)$ સોલ્ડર ($Pb$ અને $Sn$ ની મિશ્રધાતુ) નું ગલનબિંદુ ખૂબ જ નીચું હોય છે,જે તેને વિદ્યુત વાયરોને જોડવા માટે આદર્શ બનાવે છે.

(N/A) $(i)$ ઝિંક સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઝિંક સલ્ફેટ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે: $Zn(s) + H_{2}SO_{4}(aq) \rightarrow ZnSO_{4}(aq) + H_{2}(g)$
$(ii)$ ઝિંક હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઝિંક ક્લોરાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે: $Zn(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl_{2}(aq) + H_{2}(g)$
$(iii)$ ઝિંક એ એલ્યુમિનિયમ કરતા ઓછું સક્રિય હોવાથી,તે એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડમાંથી એલ્યુમિનિયમને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી: $Zn(s) + AlCl_{3}(aq) \rightarrow \text{કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી}$
$(iv)$ ઝિંક સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ઝિંકેટ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે: $Zn(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na_{2}ZnO_{2}(aq) + H_{2}(g)$
$(v)$ ઝિંક સાંદ્ર નાઇટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઝિંક નાઇટ્રેટ,નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી બનાવે છે: $Zn(s) + 4HNO_{3}(conc.) \rightarrow Zn(NO_{3})_{2}(aq) + 2NO_{2}(g) + 2H_{2}O(l)$

(N/A) આપેલી મિશ્રધાતુઓના ઘટકો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ પિત્તળ: તે તાંબા $(Cu)$ અને જસત $(Zn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
$(b)$ કાંસું: તે તાંબા $(Cu)$ અને કલાઈ $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
$(c)$ સોલ્ડર: તે સીસા $(Pb)$ અને કલાઈ $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.

(N/A) મોટાભાગના ધાતુના ઓક્સાઈડ સ્વભાવે બેઝિક હોય છે. જે ધાતુના ઓક્સાઈડ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે તેને બેઝિક ઓક્સાઈડ કહેવામાં આવે છે અને તેમના જલીય દ્રાવણને આલ્કલી કહેવામાં આવે છે.
$(b)$ મેગ્નેશિયમ,એલ્યુમિનિયમ અને ઝિંક જેવી ધાતુઓ હવામાંના ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમની સપાટી પર ઓક્સાઈડનું પાતળું અને રક્ષણાત્મક પડ બનાવે છે. આ પડ ધાતુના ઓક્સાઈડનું બનેલું હોય છે. તેનું મહત્વ એ છે કે તે ધાતુનું વધુ ઓક્સિડેશન અને ક્ષારણ (corrosion) અટકાવે છે.
$(c)$ $Li$ (લિથિયમ),$Na$ (સોડિયમ) અને $K$ (પોટેશિયમ) જેવી આલ્કલી ધાતુઓ તેમની ઊંચી વિદ્યુત-ધન લાક્ષણિકતાને કારણે નરમ હોય છે,તેથી તેમને છરી વડે સરળતાથી કાપી શકાય છે.

(N/A) કેલ્શિયમ સાથે હાઈડ્રોજન વાયુના પરપોટા બનવાનો દર પોટેશિયમની સરખામણીમાં ધીમો (ઓછી હિંસક) હોય છે. પોટેશિયમના કિસ્સામાં હાઈડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થવાનો દર ઝડપી હોય છે,જે હાઈડ્રોજન વાયુને સળગાવવા માટે પૂરતી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે.
$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$
(આ પ્રક્રિયા ઓછી જોરદાર હોવાથી,હાઈડ્રોજન વાયુ આગ પકડતો નથી.)
$(b)$ $(i)$ $Mg$ (મેગ્નેશિયમ) અથવા $Mn$ (મેંગેનીઝ).
$(ii)$ $Cu$ (કોપર),$Hg$ (પારો),$Ag$ (ચાંદી) અથવા $Au$ (સોનું).
$(iii)$ $Fe$ (લોખંડ),$Zn$ (ઝિંક) અથવા $Al$ (એલ્યુમિનિયમ).

(N/A) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ને નીચેના કારણોસર ધાતુ ગણવામાં આવે છે:
$1.$ મેગ્નેશિયમ સખત ઘન પદાર્થ છે અને તેનું ગલનબિંદુ તથા ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું હોય છે,જે ધાતુઓના લાક્ષણિક ભૌતિક ગુણધર્મો છે.
$2.$ મેગ્નેશિયમના પરમાણુઓ બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધન આયન $(Mg^{2+})$ બનાવે છે અને તે ઉષ્મા તથા વિદ્યુતના સુવાહક છે.
$3.$ મેગ્નેશિયમ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેઝિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે,જે પાણીમાં ઓગળીને બેઝ બનાવે છે. આ ધાતુઓનો લાક્ષણિક રાસાયણિક ગુણધર્મ છે.
રાસાયણિક સમીકરણો:
$(a) 2Mg(s) + O_2(g) \rightarrow 2MgO(s)$
$(b) MgO(s) + H_2O(l) \rightarrow Mg(OH)_2(aq)$
આમ,મેગ્નેશિયમ આ ધાતુના ગુણધર્મો દર્શાવતું હોવાથી તે એક ધાતુ છે.

(B) મેગ્નેશિયમ ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે $(Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2)$.
જેમ જેમ પ્રક્રિયા આગળ વધે છે, તેમ હાઇડ્રોજન વાયુના નાના પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે.
હાઇડ્રોજન વાયુના આ પરપોટા મેગ્નેશિયમની પટ્ટીની સપાટી પર ચોંટી જાય છે.
આ વાયુના પરપોટા દ્વારા મળતી ઉત્પ્લાવકતા (buoyancy) ને કારણે, મેગ્નેશિયમની પટ્ટી પાણીની સપાટી પર તરવા લાગે છે.

(A) અધાતુઓ સામાન્ય રીતે એસિડિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે,જ્યારે ધાતુઓ બેઝિક અથવા ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
$1$. પરમાણુ ક્રમાંક $7$ એ નાઇટ્રોજન $(N)$ છે,જે અધાતુ છે. તે $NO_2$ અને $N_2O_5$ જેવા એસિડિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
$2$. પરમાણુ ક્રમાંક $3$ એ લિથિયમ $(Li)$ છે,જે આલ્કલી ધાતુ છે અને તે બેઝિક ઓક્સાઇડ $(Li_2O)$ બનાવે છે.
$3$. પરમાણુ ક્રમાંક $12$ એ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ છે,જે આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ છે અને તે બેઝિક ઓક્સાઇડ $(MgO)$ બનાવે છે.
$4$. પરમાણુ ક્રમાંક $19$ એ પોટેશિયમ $(K)$ છે,જે આલ્કલી ધાતુ છે અને તે બેઝિક ઓક્સાઇડ $(K_2O)$ બનાવે છે.
તેથી,પરમાણુ ક્રમાંક $7$ ધરાવતું તત્વ એસિડિક ઓક્સાઇડ બનાવશે.

(C) જ્યારે બેઈઝની ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે,ત્યારે ક્ષાર બને છે અને $H_2$ (ડાયહાઈડ્રોજન) વાયુ મુક્ત થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,જ્યારે સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ ની ઝિંક $(Zn)$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે,ત્યારે સોડિયમ ઝિંકેટ $(Na_2ZnO_2)$ બને છે અને ડાયહાઈડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત થાય છે.
તેનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$.

(A) $(i)$ મેગ્નેશિયમ ખૂબ જ મંદ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રેટ અને હાઈડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Mg(s) + 2HNO_3(aq) \longrightarrow Mg(NO_3)_2(aq) + H_2(g)$
$(ii)$ વરાળ લાલચોળ ગરમ લોખંડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન $(II, III)$ ઓક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \longrightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(D) જ્યારે વધુ સક્રિય ધાતુ તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ઓછી સક્રિય ધાતુનું વિસ્થાપન કરે છે,ત્યારે તેને વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,કોપર $(Cu)$ એ સિલ્વર $(Ag)$ કરતા વધુ સક્રિય છે.
તેથી,કોપર તેના ક્ષારના દ્રાવણ $(AgNO_3)$ માંથી સિલ્વરનું વિસ્થાપન કરી શકે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $Cu(s) + 2AgNO_3(aq) \rightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2Ag(s)$.
અન્ય વિકલ્પોમાં,ઉમેરવામાં આવેલી ધાતુ ક્ષારના દ્રાવણમાં રહેલી ધાતુ કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી કોઈ પ્રતિક્રિયા થશે નહીં.

(B) $1$. કાર્બન $CO_2$ બનાવે છે,જે ઓરડાના તાપમાને વાયુ સ્વરૂપે હોય છે અને તેનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે.
$2$. કેલ્શિયમ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CaO$ (કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ) બનાવે છે,જે આયનીય સંયોજન છે અને તેનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે. $CaO$ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Ca(OH)_2)$ બનાવે છે.
$3$. સિલિકોન $SiO_2$ બનાવે છે,જે ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવતું સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન છે પરંતુ તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
$4$. આયર્ન $Fe_2O_3$ બનાવે છે,જેનું ગલનબિંદુ ઊંચું હોય છે પરંતુ તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
$5$. તેથી,આ તત્વ કેલ્શિયમ છે.

(C) ખોરાકના ડબ્બાઓ પર ટીનનું પડ ચડાવવામાં આવે છે કારણ કે ઝીંક એ ટીન કરતા વધુ સક્રિય ધાતુ છે.
જ્યારે ખોરાક (જેમાં ઘણીવાર કાર્બનિક એસિડ હોય છે) ઝીંકના પડના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે ઝીંક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ઝેરી ધાતુના ક્ષાર બનાવી શકે છે,જે ખોરાકને દૂષિત કરી શકે છે.
ટીન એ ઝીંક કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે અને તે ખોરાકમાં રહેલા એસિડ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપતું નથી,તેથી તે ખોરાકના ડબ્બાઓ પર પડ ચડાવવા માટે વધુ સુરક્ષિત વિકલ્પ છે.

(A) પિત્તળ એ એક ધાતુની મિશ્રધાતુ છે જે મુખ્યત્વે $Copper$ $(Cu)$ અને $Zinc$ $(Zn)$ ની બનેલી છે.
તેમાં સામાન્ય રીતે ઈચ્છિત ગુણધર્મોના આધારે લગભગ $60-80\%$ તાંબુ અને $20-40\%$ જસત હોય છે.
તાંબુ અને કલાઈ (Tin) મળીને કાંસું (Bronze) બનાવે છે,જ્યારે તાંબુ અને નિકલ મળીને ક્યુપ્રોનિકલ બનાવે છે.

(B) સોલ્ડર એ સીસા $(Pb)$ અને ટીન $(Sn)$ ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.
તે જે શુદ્ધ ધાતુઓમાંથી બને છે તેની સરખામણીમાં તેનું ગલનબિંદુ ખૂબ જ નીચું હોય છે.
આ નીચા ગલનબિંદુને કારણે,તેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને સર્કિટમાં વિદ્યુત વાયરોને જોડવા (સોલ્ડરિંગ) માટે થાય છે,કારણ કે તેને સોલ્ડરિંગ આયર્ન વડે સરળતાથી ઓગાળી શકાય છે,જેથી વાયરના નાજુક ભાગો અથવા ઇન્સ્યુલેશનને નુકસાન થતું નથી.

(D) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એ લોખંડની મિશ્રધાતુ છે.
તેના ગુણધર્મો જેવા કે કાટ સામે પ્રતિકાર અને સખ્તાઈ વધારવા માટે,લોખંડને અન્ય ધાતુઓ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલ બનાવવા માટે લોખંડમાં મુખ્યત્વે $Nickel$ (નિકલ) અને $Chromium$ (ક્રોમિયમ) ઉમેરવામાં આવે છે.
મિશ્રધાતુની મજબૂતી વધારવા માટે તેમાં થોડા પ્રમાણમાં કાર્બન પણ ઉમેરવામાં આવે છે.

(A) બ્રોન્ઝ એ મુખ્યત્વે તાંબાની બનેલી ધાતુની મિશ્રધાતુ છે,જેમાં સામાન્ય રીતે મુખ્ય ઉમેરણ તરીકે કલાઈ (ટીન) હોય છે.
તેમાં સામાન્ય રીતે આશરે $88\%$ તાંબુ અને $12\%$ કલાઈ હોય છે.
અલગ-અલગ ગુણધર્મો મેળવવા માટે ક્યારેક એલ્યુમિનિયમ,મેંગેનીઝ,નિકલ અથવા જસત જેવા અન્ય તત્વો પણ ઉમેરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચું બંધારણ તાંબુ અને કલાઈ છે.

(C) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. તે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Mg(OH)_2)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ બનાવે છે. તે વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ $(MgO)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ પણ બનાવે છે. તેથી,તે ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ બનાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) વર્ણવેલ ગુણધર્મો આલ્કલી ધાતુઓના લાક્ષણિક ગુણધર્મો છે.
$1$. $Na$ (સોડિયમ) અને $K$ (પોટેશિયમ) જેવી આલ્કલી ધાતુઓ એટલી નરમ હોય છે કે તેને છરી વડે કાપી શકાય છે.
$2$. તેઓ હવામાં રહેલા ઓક્સિજન સાથે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને ઓક્સાઇડ બનાવે છે,તેથી તેમને હવા અને ભેજના સંપર્કથી બચાવવા માટે કેરોસીનમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે.
$3$. તેઓ પાણી સાથે જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપીને હાઇડ્રોજન વાયુ અને ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Na$ (સોડિયમ) આ તમામ માપદંડોને પૂર્ણ કરે છે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
સામાન્ય રીતે અધાતુઓ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરતી નથી. તેનું કારણ એ છે કે અધાતુઓ ઇલેક્ટ્રોન મેળવનાર (electron acceptors) છે અને તે એસિડમાંથી હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ને મુક્ત કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ બનાવી શકતી નથી. બીજી તરફ,ધાતુઓ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવનાર (electron donors) છે અને તે એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરી શકે છે.

(TRUE) આ વિધાન ખરું છે.
જ્યારે મેગ્નેશિયમ $(Mg)$,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$,ઝિંક $(Zn)$ અને લેડ $(Pb)$ જેવી ધાતુઓ સામાન્ય તાપમાને હવામાં ખુલ્લી રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમની સપાટી પર તેમના સંબંધિત ધાતુના ઓક્સાઇડનું પાતળું અને રક્ષણાત્મક પડ બનાવે છે.
આ ઓક્સાઇડનું પડ છિદ્રાળુ હોતું નથી અને તે ધાતુની સપાટી પર મજબૂતીથી ચોંટી જાય છે,જે એક અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે અને અંદરની ધાતુને વધુ ઓક્સિડેશન કે ક્ષારણ (corrosion) થી બચાવે છે.

(TRUE) આ વિધાન ખરું છે.
સમજૂતી: જ્યારે લોખંડનો નક્કર ટુકડો ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સળગતો નથી કારણ કે ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવતી સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઓછું હોય છે. જો કે,જ્યારે લોખંડ ઝીણા ભૂકા (iron filings) સ્વરૂપે હોય છે,ત્યારે ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવતી સપાટીનું ક્ષેત્રફળ નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે. આનાથી જ્યોતમાં ઓક્સિજન સાથે ઝડપી પ્રતિક્રિયા થાય છે,જેના કારણે લોખંડનો ભૂકો જોરશોરથી સળગે છે.

(TRUE) આ વિધાન સાચું છે.
જ્યારે તાંબાને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે સળગતું નથી (એટલે કે, તે જ્યોત ઉત્પન્ન કરતું નથી). જોકે, તે વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને કોપર $(II)$ ઓક્સાઈડ બનાવે છે, જે ધાતુની સપાટી પર કાળા રંગના પડ તરીકે દેખાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $2Cu(s) + O_2(g) \xrightarrow{\Delta} 2CuO(s)$ (કોપર $(II)$ ઓક્સાઈડ).

(FALSE) ખોટું.
ચાંદી $(Ag)$ અને સોનું $(Au)$ એ સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી નીચે રહેલી નિષ્ક્રિય ધાતુઓ છે. તેઓ ખૂબ જ ઓછી સક્રિય છે અને ઊંચા તાપમાને પણ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને ઓક્સાઇડ બનાવતી નથી.

(FALSE) ખોટું.
નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
જ્યારે ધાતુ $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ઉત્પન્ન થયેલ હાઈડ્રોજન વાયુનું નાઈટ્રિક એસિડ દ્વારા પાણી $(H_2O)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે અને નાઈટ્રિક એસિડ પોતે નાઈટ્રોજનના ઓક્સાઈડ જેવા કે $N_2O$,$NO$,અથવા $NO_2$ માં રિડક્શન પામે છે.
તેથી,સામાન્ય રીતે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન હાઈડ્રોજન વાયુ મુક્ત થતો નથી,સિવાય કે ખૂબ જ મંદ નાઈટ્રિક એસિડ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અથવા મેંગેનીઝ $(Mn)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
કોપર $(Cu)$ સક્રિયતા શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજન કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે. તેથી,તે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ માંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી. પરિણામે,કોપર અને મંદ $HCl$ વચ્ચે કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી.