Chemical Properties of Metals Questions in Gujarati

(D) વોલ્ટેઇક કોષ (અથવા સાદો ગેલ્વેનિક કોષ) બે વિદ્યુતધ્રુવોનો બનેલો હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ડૂબેલા હોય છે.
આ કોષમાં,ઝીંકની પ્લેટ ઋણ વિદ્યુતધ્રુવ (એનોડ) તરીકે અને તાંબાની પ્લેટ ધન વિદ્યુતધ્રુવ (કેથોડ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,ધન વિદ્યુતધ્રુવ તાંબાનો બનેલો હોય છે.

(A) વૉલ્ટાનો વિદ્યુતકોષ (અથવા સાદો ગેલ્વેનિક કોષ) બે અલગ-અલગ ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડ્સ,સામાન્ય રીતે ઝિંક અને કોપર,ધરાવે છે જે વિદ્યુતવિભાજ્યના દ્રાવણમાં ડૂબેલા હોય છે.
એલેસાન્ડ્રો વૉલ્ટાની મૂળ રચનામાં,વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ $(H_2SO_4)$ નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
ઝિંક ઇલેક્ટ્રોડ એનોડ (ઋણ ધ્રુવ) તરીકે અને કોપર ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ (ધન ધ્રુવ) તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગની પ્રક્રિયામાં,જે વસ્તુ પર પડ ચડાવવાનું હોય (આ કિસ્સામાં,સ્ટીલની ચમચી) તેને બેટરીના ઋણ ટર્મિનલ (કેથોડ) સાથે જોડવામાં આવે છે.
જે ધાતુનું પડ ચડાવવાનું હોય (આ કિસ્સામાં,તાંબાનો સળિયો) તેને બેટરીના ધન ટર્મિનલ (એનોડ) સાથે જોડવામાં આવે છે.
જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે,ત્યારે તાંબાના સળિયામાંથી તાંબાના આયનો ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઓગળે છે અને ઋણ ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલી સ્ટીલની ચમચી પર જમા થાય છે.
તેથી,તાંબાના સળિયાને ધન ટર્મિનલ સાથે જોડવો આવશ્યક છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગની પ્રક્રિયામાં,જે વસ્તુ પર પડ ચડાવવાનું હોય (આ કિસ્સામાં,લોખંડની ચમચી) તેને બેટરીના ઋણ ધ્રુવ (કેથોડ) સાથે જોડવામાં આવે છે. જે ધાતુનું પડ ચડાવવાનું હોય (આ કિસ્સામાં,ક્રોમિયમનો સળિયો) તેને ધન ધ્રુવ (એનોડ) સાથે જોડવામાં આવે છે. જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે,ત્યારે સળિયામાંથી ક્રોમિયમના આયનો ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઓગળે છે અને લોખંડની ચમચી પર જમા થાય છે.

(C) ધાતુના ઓક્સાઈડ સામાન્ય રીતે સ્વભાવે બેઝિક હોય છે. જ્યારે તેઓ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તેઓ ધાતુના હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે,જે બેઝિક દ્રાવણો છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સોડિયમ ઓક્સાઈડ $(Na_2O)$ પાણી $(H_2O)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ બનાવે છે,જે એક પ્રબળ બેઝ છે.
$Na_2O(s) + H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq)$.

(A) જ્યારે ધાતુ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે ધાતુનો ઓક્સાઈડ બને છે.
કેલ્શિયમ $(Ca)$ એક ધાતુ છે અને તેની ઓક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયાથી કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ બને છે,જે ધાત્વીય ઓક્સાઈડ છે.
કાર્બન $(C)$,સલ્ફર $(S)$ અને ઓક્સિજન $(O)$ અધાતુઓ છે,તેથી તેમના ઓક્સાઈડ ($CO_2$,$SO_3$,$SO_2$) અધાત્વીય ઓક્સાઈડ છે.

(D) ધાતુઓની એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
જે ધાતુઓ હાઇડ્રોજન કરતા વધુ સક્રિય હોય છે,તે એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરીને ક્ષાર અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$Ca$,$Mg$ અને $Zn$ એ હાઇડ્રોજન કરતા વધુ સક્રિય છે અને એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Au$ (સોનું) એ નિષ્ક્રિય ધાતુ છે અને સક્રિયતા શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવેલી છે.
તેથી,$Au$ મંદ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરતું નથી.

(B) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે. સામાન્ય રીતે મોટાભાગની ધાતુઓ બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી,પરંતુ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$,ઝિંક $(Zn)$ અને લેડ $(Pb)$ જેવી ઉભયધર્મી ધાતુઓ પ્રબળ બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સંકીર્ણ ક્ષાર બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
એલ્યુમિનિયમની સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઈડ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$
અહીં,$Na[Al(OH)_4]$ એ સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોક્સોએલ્યુમિનેટ (ક્ષાર) છે અને $H_2$ એ હાઇડ્રોજન વાયુ છે. તેથી,$Al$ એ સાચો જવાબ છે.

(C) જ્યારે ધાતુઓ મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ અથવા મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેઓ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરીને ધાતુના ક્ષાર બનાવે છે અને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
જોકે,મંદ નાઇટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
જ્યારે ધાતુ મંદ $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન વાયુનું નાઇટ્રિક એસિડ દ્વારા તરત જ પાણી $(H_2O)$ માં ઓક્સિડેશન થઈ જાય છે,અને પોતે નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડ્સ $(N_2O, NO, NO_2)$ માં રિડક્શન પામે છે.
તેથી,સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં આ પ્રક્રિયામાં ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થતો નથી.

(D) જ્યારે વધુ સક્રિય ધાતુ ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી દૂર કરે ત્યારે તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવાય છે.
ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,સક્રિયતાનો ક્રમ $Mg > Al > Fe > Cu > Ag$ છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$Cu$ એ $Na$ કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહીં.
વિકલ્પ $B$ માં,$Al$ એ $Mg$ કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહીં.
વિકલ્પ $C$ માં,$Ag$ એ $Fe$ કરતા ઓછી સક્રિય છે,તેથી કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહીં.
વિકલ્પ $D$ માં,$Cu$ એ $Ag$ કરતા વધુ સક્રિય છે. તેથી,$Cu$ એ $AgNO_3$ ના દ્રાવણમાંથી $Ag$ નું વિસ્થાપન કરી શકે છે,જેની પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Cu(s) + 2AgNO_3(aq) \rightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2Ag(s)$.

(D) જો વધુ સક્રિય ધાતુ ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરે,તો જ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા શક્ય બને છે. ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,ક્રમ $Zn > Fe > Cu$ છે.
$1$. વિકલ્પ $A$ માં,$Zn$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી તે $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.
$2$. વિકલ્પ $B$ માં,$Zn$ એ $Fe$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી તે $Fe$ ને વિસ્થાપિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.
$3$. વિકલ્પ $C$ માં,$Fe$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તેથી તે $Cu$ ને વિસ્થાપિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા શક્ય છે.
$4$. વિકલ્પ $D$ માં,$Cu$ એ $Fe$ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે. તેથી,$Cu$ એ $FeSO_4$ ના દ્રાવણમાંથી $Fe$ ને વિસ્થાપિત કરી શકતું નથી. આ પ્રતિક્રિયા શક્ય નથી.

(C) સોલ્ડર એ એક મિશ્રધાતુ છે જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ધાતુના ઘટકોને જોડવા માટે થાય છે,ખાસ કરીને ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં.
તે બે મુખ્ય ધાતુઓનું બનેલું છે: સીસું $(Pb)$ અને ટીન $(Sn)$.
આ મિશ્રધાતુનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે,જે તેને સોલ્ડરિંગ આયર્નનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી ઓગાળીને વાયર અને ઘટકો વચ્ચે કાયમી વિદ્યુત જોડાણ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

(A) ઉમદા ધાતુઓ એવી ધાતુઓ છે જે ભેજવાળી હવામાં ક્ષારણ (corrosion) અને ઓક્સિડેશન સામે પ્રતિરોધક હોય છે.
તેઓ પૃથ્વીના પોપડામાં તેમની મુક્ત અવસ્થામાં જોવા મળે છે કારણ કે તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અથવા ખૂબ જ ઓછી સક્રિય હોય છે.
ઉમદા ધાતુઓના ઉદાહરણોમાં સોનું $(Au)$,ચાંદી $(Ag)$ અને પ્લેટિનમ $(Pt)$ નો સમાવેશ થાય છે.
લોખંડ $(Fe)$,કેલ્શિયમ $(Ca)$ અને મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ સક્રિય ધાતુઓ છે જે ઓક્સિજન અને ભેજ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપીને ઓક્સાઇડ અથવા અન્ય સંયોજનો બનાવે છે.
તેથી,પ્લેટિનમ સાચો જવાબ છે.

(C) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણીમાં ધાતુઓને તેમની સક્રિયતાના ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે. આ ક્રમ નીચે મુજબ છે: $K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au$
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$1$. સોડિયમ $(Na)$ અને પોટેશિયમ $(K)$ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુઓ છે.
$2$. એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ મધ્યમ સક્રિય ધાતુ છે.
$3$. કૉપર $(Cu)$ સક્રિયતા શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે આવે છે,તેથી તે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછી સક્રિય ધાતુ છે.

(D) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણીમાં ધાતુઓને તેમની સક્રિયતાના ઉતરતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે।
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ: $K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, $\text{સોડિયમ}$ $(Na)$ એ $\text{આયર્ન}$ $(Fe)$, $\text{ઝીંક}$ $(Zn)$ અને $\text{કૉપર}$ $(Cu)$ ની તુલનામાં સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી ઉપર છે।
તેથી, આપેલા વિકલ્પોમાં $\text{સોડિયમ}$ સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુ છે।

(B) સોડિયમ એલ્યુમિનેટ એ એક અકાર્બનિક રાસાયણિક સંયોજન છે જે ઘણી ઔદ્યોગિક અને તકનીકી એપ્લિકેશનો માટે એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના અસરકારક સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_{2}O_{3})$ ની સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ સાથેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાય છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા આ મુજબ છે: $Al_{2}O_{3} + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_{2} + H_{2}O$.
તેથી,સોડિયમ એલ્યુમિનેટનું આણ્વીય સૂત્ર $NaAlO_{2}$ છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_{2}O_{3})$ એ ઉભયધર્મી ઓક્સાઇડ છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
જ્યારે $Al_{2}O_{3}$ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ જેવા પ્રબળ બેઇઝ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તે સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_{2})$ અને પાણી બનાવે છે.
આ પ્રતિક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$Al_{2}O_{3(s)} + 2NaOH_{(aq)} \xrightarrow{\Delta} 2NaAlO_{2(aq)} + H_{2}O_{(l)}$
તેથી,ખૂટતી નીપજ $2NaAlO_{2}$ છે.

(A) જ્યારે સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_2)$ માં વધુ પ્રમાણમાં પાણી ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું જલવિભાજન નીચે મુજબ થાય છે:
$NaAlO_2 + 2H_2O \rightarrow NaOH + Al(OH)_3 \downarrow$
આ પ્રક્રિયામાં,સોડિયમ એલ્યુમિનેટ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ અને એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Al(OH)_3)$ બનાવે છે.
બનતું એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Al(OH)_3)$ એ સફેદ રંગના ચીકણા (gelatinous) અવક્ષેપ સ્વરૂપે મળે છે.

(D) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણીમાં ધાતુઓને તેમની સક્રિયતાના ઉતરતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,આપેલી ધાતુઓ માટે સક્રિયતાનો ક્રમ $Mg > Zn > Fe > Au$ છે.
$Mg$ (મેગ્નેશિયમ) ખૂબ જ સક્રિય છે,જ્યારે $Au$ (સોનું) એ નિષ્ક્રિય ધાતુ છે અને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછી સક્રિય છે.
તેથી,$Au$ સાચો જવાબ છે.

(B) ધાતુઓની સક્રિયતા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,આપેલી ધાતુઓ માટે સક્રિયતાનો ક્રમ $K > Na > Mg > Zn$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી પોટેશિયમ $(K)$ સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી ઉપર છે,જે તેને સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુ બનાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) કોઈપણ ધાતુ દ્વારા તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી બીજી ધાતુનું વિસ્થાપન કરવાની ક્ષમતા તેની સક્રિયતા શ્રેણીમાં રહેલા સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
વધુ સક્રિય ધાતુ ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,ધાતુઓની સક્રિયતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Mg > Zn > Fe > Cu > Ag$.
અહીં $Zn$ એ $Fe$,$Cu$ અને $Ag$ કરતા વધુ સક્રિય હોવાથી,તે તેમને તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
પરંતુ,$Zn$ એ $Mg$ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે. તેથી,$Zn$ એ $MgSO_{4}$ ના દ્રાવણમાંથી $Mg$ નું વિસ્થાપન કરી શકતું નથી.

(A) કોઈપણ ધાતુની તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી બીજી ધાતુનું વિસ્થાપન કરવાની ક્ષમતા તેની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
તાંબુ $(Cu)$ એ ઝિંક $(Zn)$,મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે.
જોકે,તાંબુ $(Cu)$ એ સિલ્વર $(Ag)$ કરતા વધુ સક્રિય છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,વધુ સક્રિય ધાતુ ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે.
તેથી,$Cu$ એ $AgNO_{3}$ ના દ્રાવણમાંથી $Ag$ નું વિસ્થાપન કરી શકે છે,પરંતુ તે $Zn$,$Mg$ કે $Al$ ના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી તેમનું વિસ્થાપન કરી શકતું નથી.

(D) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી એ ધાતુઓને તેમની ઘટતી જતી રાસાયણિક સક્રિયતાના ક્રમમાં ગોઠવેલી યાદી છે.
પ્રમાણિત સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ: $K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au$.
વિકલ્પોનું મૂલ્યાંકન:
વિકલ્પ $A$: $Ca > Mg > Ag > Fe$ ખોટું છે કારણ કે $Fe > Ag$ છે.
વિકલ્પ $B$: $Zn > Al > Cu > Au$ ખોટું છે કારણ કે $Al > Zn$ છે.
વિકલ્પ $C$: $Na > Al > Mg > Cu$ ખોટું છે કારણ કે $Mg > Al$ છે.
વિકલ્પ $D$: $Mg > Al > Fe > Cu$ સાચું છે,કારણ કે સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ $Mg$ એ $Al$ કરતા વધુ સક્રિય છે,$Al$ એ $Fe$ કરતા વધુ સક્રિય છે અને $Fe$ એ $Cu$ કરતા વધુ સક્રિય છે.

(B) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી ઉતરતા ક્રમમાં આ મુજબ છે: $K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au$.
વિકલ્પો તપાસતા:
$A$: $K > Ca > Mg > Zn$ સાચું છે.
$B$: $Na > Al > Mg > Ca$ ખોટું છે કારણ કે $Ca$ એ $Mg$ અને $Al$ કરતા વધુ સક્રિય છે. સાચો ક્રમ $Na > Ca > Mg > Al$ હોવો જોઈએ.
$C$: $Na > Al > Fe > Cu$ સાચું છે.
$D$: $Ca > Zn > Cu > Ag$ સાચું છે.
તેથી,ખોટો ક્રમ $B$ છે.

(B) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણી એ ધાતુઓને તેમની ઘટતી રાસાયણિક સક્રિયતાના ક્રમમાં ગોઠવેલી યાદી છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ, આપેલી ધાતુઓ માટે સક્રિયતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{પોટેશિયમ }(K) > \text{સોડિયમ }(Na) > \text{કેલ્શિયમ }(Ca) > \text{મેગ્નેશિયમ }(Mg) > \text{એલ્યુમિનિયમ }(Al) > \text{ઝિંક }(Zn) > \text{આયર્ન }(Fe) > \text{લેડ }(Pb) > \text{હાઇડ્રોજન }(H) > \text{કોપર }(Cu) > \text{મર્ક્યુરી }(Hg) > \text{સિલ્વર }(Ag) > \text{ગોલ્ડ }(Au)$.
આપેલી ધાતુઓની સરખામણી કરતા: $\text{મેગ્નેશિયમ }(Mg)$ એ $\text{એલ્યુમિનિયમ }(Al)$ કરતા વધુ સક્રિય છે, $\text{એલ્યુમિનિયમ }(Al)$ એ $\text{ઝિંક }(Zn)$ કરતા વધુ સક્રિય છે, અને $\text{ઝિંક }(Zn)$ એ $\text{આયર્ન }(Fe)$ કરતા વધુ સક્રિય છે.
તેથી, સાચો ક્રમ $Mg > Al > Zn > Fe$ છે.

(A) ધાતુઓની સક્રિયતા શ્રેણીમાં ધાતુઓને તેમની સક્રિયતાના ઉતરતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,ક્રમ આ મુજબ છે: $K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,કૅલ્શિયમ $(Ca)$ સક્રિયતા શ્રેણીમાં મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ની ઉપર આવે છે,જેનો અર્થ છે કે તે મેગ્નેશિયમ કરતાં વધુ સક્રિય છે.
લોખંડ $(Fe)$,કૉપર $(Cu)$ અને એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ એ ત્રણેય મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ કરતાં ઓછી સક્રિય ધાતુઓ છે.

(C) ધાતુની સક્રિયતા તે અન્ય ધાતુઓને તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
સક્રિયતા શ્રેણી મુજબ,વધુ સક્રિય ધાતુ ઓછી સક્રિય ધાતુને તેના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,જો ધાતુ $A$ એ ધાતુ $B$ ના દ્રાવણમાંથી ધાતુ $B$ ને વિસ્થાપિત કરે,તો ધાતુ $A$ એ ધાતુ $B$ કરતા વધુ સક્રિય છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઈડ $(Al_2O_3)$ એ ઉભયધર્મી ઑક્સાઈડ છે.
ઉભયધર્મી ઑક્સાઈડ એવો પદાર્થ છે જે ઍસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,તે હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ $(HCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ $(AlCl_3)$ અને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.
તે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ સાથે પણ પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.

(A) ધાતુના ઓક્સાઈડ સામાન્ય રીતે બેઝિક સ્વભાવના હોય છે. મોટાભાગના ધાતુના ઓક્સાઈડ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે,પરંતુ કેટલાક પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈને આલ્કલી બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Na_{2}O$ (સોડિયમ ઓક્સાઈડ) એ અત્યંત સક્રિય ધાતુ ઓક્સાઈડ છે જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને પ્રબળ આલ્કલી,સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(NaOH)$ બનાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Na_{2}O(s) + H_{2}O(l) \rightarrow 2NaOH(aq)$.
$Al_{2}O_{3}$ અને $ZnO$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ છે,અને $Fe_{2}O_{3}$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(B) સોડિયમ $(Na)$ એ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુ છે. તે હવામાં રહેલા ઓક્સિજન અને ભેજ સાથે તીવ્ર પ્રતિક્રિયા આપે છે,જેના કારણે આગ લાગી શકે છે. આ પ્રતિક્રિયાને રોકવા માટે,સોડિયમને કેરોસીનમાં ડુબાડીને રાખવામાં આવે છે,કારણ કે તે કેરોસીન સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.

(A) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ એ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુ છે. જ્યારે મેગ્નેશિયમની પટ્ટીને ઓક્સિજનની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે દહન પ્રક્રિયા દ્વારા મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ $(MgO)$ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે અને તેમાંથી પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉષ્મા અને પ્રકાશ મુક્ત થાય છે. ઉત્પન્ન થતો પ્રકાશ લાક્ષણિક રીતે અત્યંત તેજસ્વી અને સફેદ હોય છે,તેથી જ મેગ્નેશિયમનો ઉપયોગ ફટાકડા અને ફ્લેશ ફોટોગ્રાફીમાં કરવામાં આવે છે.

(C) ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન પર આધાર રાખે છે।
$\text{પોટેશિયમ}$ $(K)$ અને $\text{સોડિયમ}$ $(Na)$ જેવી આલ્કલી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે।
$\text{પોટેશિયમ}$ ઠંડા પાણી સાથે હિંસક રીતે પ્રતિક્રિયા આપીને $\text{પોટેશિયમ}$ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ બનાવે છે, જેમાં મોટી માત્રામાં ઉષ્મા મુક્ત થાય છે, જેના કારણે હાઇડ્રોજન તરત જ સળગી ઉઠે છે।
આ પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે: $2K(s) + 2H_2O(l) \rightarrow 2KOH(aq) + H_2(g) + \text{Heat}$.

(D) ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના ઓક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$1$. કૅલ્શિયમ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$2$. મેગ્નેશિયમ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી પરંતુ ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$3$. આયર્ન $(Fe)$ ઠંડા કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. જોકે,તે પાણીની વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયર્ન ઓક્સાઈડ $(Fe_3O_4)$ અને હાઈડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ બનાવે છે.
તેનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$.
તેથી,આયર્ન સાચો જવાબ છે.

(B) ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
$1$. મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$2$. એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ અને આયર્ન $(Fe)$ પાણીની વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$3$. ગોલ્ડ $(Au)$ એ સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી નીચે રહેલી નિષ્ક્રિય ધાતુ છે. તે અત્યંત ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં પાણી,વરાળ કે એસિડ સાથે પણ પ્રક્રિયા કરતી નથી.

(B) કોઈપણ તત્વનો પરમાણુ તેની અષ્ટક રચના પૂર્ણ કરવા માટે જેટલા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે,મેળવે અથવા ભાગીદારી કરે છે,તે સંખ્યાને તેની સંયોજકતા કહેવામાં આવે છે. ધાતુઓના કિસ્સામાં,તેઓ તેમની બાહ્યતમ કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધન આયન (કેટાયન) બનાવે છે. સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે ધાતુના પરમાણુ દ્વારા ગુમાવવામાં આવતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને તેની સંયોજકતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(A) પોટેશિયમ $(K)$ એ ખૂબ જ સક્રિય આલ્કલી ધાતુ છે. તે હવામાં રહેલા ઓક્સિજન સાથે તીવ્ર પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ ઓક્સાઈડ $(K_2O)$ અને પોટેશિયમ પેરોક્સાઈડ $(K_2O_2)$ બનાવે છે. આ ઉચ્ચ સક્રિયતાને કારણે,તે વાતાવરણમાં રહેલા ભેજ અને ઓક્સિજન સાથે આપમેળે પ્રક્રિયા કરે છે,જેના કારણે તે સળગી શકે છે. તેથી,હવા અને ભેજના સંપર્કને રોકવા માટે તેને કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે.

(C) ધાતુઓની ઑક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તેમની સક્રિયતા શ્રેણીમાં તેમના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.
$Calcium$ $(Ca)$ અને $Magnesium$ $(Mg)$ જેવી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય છે અને ઓરડાના તાપમાને અથવા ગરમ કરવા પર ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના ઑક્સાઈડ બનાવે છે.
$Copper$ $(Cu)$ માત્ર ઊંચા તાપમાને ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Copper(II)$ ઑક્સાઈડ $(CuO)$ બનાવે છે.
$Silver$ $(Ag)$ અને $Gold$ $(Au)$ એ સક્રિયતા શ્રેણીમાં સૌથી નીચે રહેલી નિષ્ક્રિય ધાતુઓ છે.
આ ધાતુઓ ખૂબ જ ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને ઊંચા તાપમાને પણ ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી,તેથી જ તે લાંબા સમય સુધી ચમકદાર રહે છે અને જલ્દી ઝાંખી પડતી નથી.

(B) સોડિયમ $(Na)$ અને પોટેશિયમ $(K)$ જેવી સક્રિય ધાતુઓ ખૂબ જ વિદ્યુત-ધન (electropositive) હોય છે. જ્યારે તેઓ ઊંચા તાપમાને ડાયહાઈડ્રોજન $(H_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેઓ આયનીય અથવા ક્ષારીય હાઈડ્રાઈડ બનાવે છે. સામાન્ય પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2M(s) + H_2(g) \rightarrow 2MH(s)$,જ્યાં $M$ એ ધાતુ દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$2Na(s) + H_2(g) \rightarrow 2NaH(s)$.

(D) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એ લોખંડ,ક્રોમિયમ અને નિકલની મિશ્રધાતુ છે.
તે ક્ષારણ (corrosion) અને કાટ સામે ખૂબ જ પ્રતિરોધક છે,જે તેને શસ્ત્રક્રિયાના સાધનો બનાવવા માટે આદર્શ બનાવે છે,કારણ કે આ સાધનોને વારંવાર જંતુમુક્ત (sterilize) કરવાની જરૂર હોય છે.
સામાન્ય સ્ટીલથી વિપરીત,તે પાણી અથવા હવા સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપતું નથી,જે તબીબી સાધનોની ટકાઉપણું અને સ્વચ્છતા સુનિશ્ચિત કરે છે.

(D) પિત્તળ એ મુખ્યત્વે કૉપર $(Cu)$ અને ઝિંક $(Zn)$ ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.
જર્મન સિલ્વરમાં કૉપર,ઝિંક અને નિકલ હોય છે.
ડુરાલ્યુમિન એ એલ્યુમિનિયમ,કૉપર,મેગ્નેશિયમ અને મેંગેનીઝની મિશ્રધાતુ છે.
કાંસું એ કૉપર અને ટીન $(Sn)$ ની મિશ્રધાતુ છે.

(D) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા એક ધાતુ અને એક અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે.
જ્યારે મિશ્રધાતુમાં એક ધાતુ તરીકે મરક્યુરી $(Hg)$ હોય,ત્યારે તે મિશ્રધાતુને ખાસ કરીને $Amalgam$ (એમાલ્ગમ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સોડિયમ એમાલ્ગમ $(Na-Hg)$ નો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે થાય છે.

(A) પિત્તળ એ એક મિશ્રધાતુ છે જે મુખ્યત્વે $Copper$ $(Cu)$ અને $Zinc$ $(Zn)$ ની બનેલી છે.
તેનો ઉપયોગ તેની સુંદરતા,ક્ષારણ સામે પ્રતિકાર અને ધ્વનિના ગુણધર્મોને કારણે વ્યાપકપણે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) ડ્યુરાલ્યુમીન એ એલ્યુમિનિયમ $(95\%)$, તાંબુ $(4\%)$, મેગ્નેશિયમ $(0.5\%)$ અને મેંગેનીઝ $(0.5\%)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
તેની ઉચ્ચ શક્તિ-થી-વજન ગુણોત્તર અને ઉત્તમ કાટ પ્રતિરોધક ક્ષમતાને કારણે એરોસ્પેસ ઉદ્યોગમાં એરક્રાફ્ટના ભાગો બનાવવા માટે તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

(B) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એ લોખંડ,ક્રોમિયમ અને નિકલની મિશ્રધાતુ છે. તે કાટ અને ક્ષાર સામે ઉચ્ચ પ્રતિકાર ધરાવે છે,જે તેને શસ્ત્રક્રિયાના સાધનો બનાવવા માટે આદર્શ સામગ્રી બનાવે છે,કારણ કે આ સાધનોને વારંવાર જંતુમુક્ત કરવા પડે છે અને તે ટકાઉ હોવા જરૂરી છે.

(C) શુદ્ધ સોનું $24$ કેરેટનું હોય છે.
તે ખૂબ જ નરમ અને તન્ય (ductile) હોય છે,જેના કારણે તે શુદ્ધ સ્વરૂપમાં ઘરેણાં બનાવવા માટે યોગ્ય નથી.
તેથી,તેને સખત બનાવવા માટે સામાન્ય રીતે તેમાં ચાંદી અથવા તાંબા જેવી અન્ય ધાતુઓનું મિશ્રણ કરવામાં આવે છે.

(B) $24$ કૅરેટ સોનું એ શુદ્ધ સોનું ગણાય છે.
$22$ કૅરેટ સોનાનો અર્થ એ છે કે તેમાં $22$ ભાગ શુદ્ધ સોનું હોય છે,જેમાં આભૂષણો બનાવવા માટે તેને સખત બનાવવા માટે $2$ ભાગ તાંબું અથવા ચાંદી ઉમેરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચું પ્રમાણ $22$ ભાગ શુદ્ધ સોનું અને $2$ ભાગ તાંબું છે.

(D) ઓક્સાઇડનું સામાન્ય રીતે એસિડિક,બેઝિક,ઉભયગુણી (amphoteric) અથવા તટસ્થ તરીકે વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે.
$CO_{2}$,$SO_{2}$ અને $P_{2}O_{5}$ એ અધાત્વીય ઓક્સાઇડ છે જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિડ બનાવે છે,તેથી તે પ્રકૃતિમાં એસિડિક છે.
$N_{2}O$ (નાઈટ્રસ ઓક્સાઇડ),$NO$ (નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ) અને $CO$ (કાર્બન મોનોક્સાઇડ) એ તટસ્થ ઓક્સાઇડના જાણીતા ઉદાહરણો છે.
તટસ્થ ઓક્સાઇડ એસિડ કે બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવતા નથી.
તેથી,$N_{2}O$ એ સાચો જવાબ છે.

(C) અધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને એવા ઓક્સાઇડ બનાવે છે જે સામાન્ય રીતે સ્વભાવે એસિડિક હોય છે.
$CO_{2}$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) એ અધાતુ (કાર્બન) નો ઓક્સાઇડ છે.
જ્યારે $CO_{2}$ પાણીમાં ઓગળે છે,ત્યારે તે કાર્બોનિક એસિડ $(H_{2}CO_{3})$ બનાવે છે,જે તેના એસિડિક સ્વભાવની પુષ્ટિ કરે છે.
તેથી,$CO_{2}$ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે.

(B) ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઈડ $(P_4O_{10})$ એ અધાતુનો ઑક્સાઇડ છે.
અધાતુના ઑક્સાઇડ સામાન્ય રીતે સ્વભાવે ઍસિડિક હોય છે.
જ્યારે ફૉસ્ફરસ પેન્ટૉક્સાઈડ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ફૉસ્ફોરિક ઍસિડ $(H_3PO_4)$ બનાવે છે,જે તેના ઍસિડિક ગુણધર્મને સાબિત કરે છે:
$P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) જ્યારે ઝિંક $(Zn)$ મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઝિંક એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરીને ઝિંક ક્લોરાઇડ $(ZnCl_{2})$ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_{2})$ મુક્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $Zn(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl_{2}(aq) + H_{2}(g)$.