निम्नलिखित विधियों द्वारा धातुओं के शोधन के सिद्धांतो की रूपरेखा दीजिए -
(i) मंडल परिष्करण (Zone refining), (ii) वैधुत अपघटन परिष्करण (electrolytic refining),
(iii) वाष्प प्रावस्था परिष्करण (Vapour phase refining) |

Explanation

(ii) वैधुत अपघटन परिष्करण (electrolytic refining) धातुएं अपने लवण के विलयन का विधुत अपघटन करने पर कैथोड पर जमा होती है एक से अधिक धातुएं रहने पर अपनी विधुत धनात्मक प्रवृत्ति के क्रम पर या बढ़ते ऑक्सीकरण विभव के क्रम में मुक्त होकर कैथोड पर जमा होती है इस विधि में एक उपयुक्त विधुत - अपघट्य का चुनाव करके उसे विधुत - अपघटन सेल में ले लिया जाता है शुद्ध धातु को कैथोड बनाकर विधुत - अपघटन सेल में लगाया जाता है अशुद्ध धातु कि शोधन किया जाना है उसका एक मोटा एनोड बनाया जाता है विधुत - अपघटन सेल में उपयुक्त विभव में जब विधुत प्रवाहित की जाती है तो एनोड से शुद्ध धातु विलयन में घुलती है तथा विलयन से शुद्ध धातु के ऊपर लगातार संग्रहित होता रहता है इस प्रकार विधुत - अपघटन की क्रिया में एनोड निरंतर पतला होता चला जाता है तथा कैथोड लगातार मोटा होता जाता है । अशुद्धियाँ, एनोड पंक (Anode mud) के रूप के नीचे जमा होती है समय - समय पर आवश्यकतानुसार इलेक्ट्रोड परिवर्तित कर लिए जाते है ।
एनोड पर, `MtoM^(n+)+"ne"^(-)`
कैथोड पर `M^(n+)+"ne"^(-)toM`
उदाहरण के लिए कॉपर का शोधन
एनोड - अशुद्ध कॉपर कैथोड - शुद्ध कॉपर
वैधुत अपघट्य - जलीय `CuSO_(4)+H_(2)SO_(4)`
एनोड पर, `CutoCu^(+2)+2e^(-)` (ऑक्सीकरण)
कैथोड पर, `Cu^(+2)+2e^(-)toCu` (अपचयन)
अथवा `Cu+SO_(4)^(2-)toCuSO_(4)+2e^(-)` (ऑक्सीकरण)
(iii) वाष्प प्रावस्था परिष्करण (Vapour - phase refining) - कच्ची धातु को विशिष्ट अभिकर्मक के साथ गर्म करने पर निम्न ताप पर वाष्पशील यौगिक प्राप्त होता है । इस वाष्पशील यौगिक को उच्च तापक्रम पर गर्म करने से विघटित होकर धातु देता है इस विधि द्वारा Ni, Ti, Zr आदि का शोधन किया जाता है
(a) माण्ड प्रक्रम (Mond process) - इस विधि का उपयोग निकिल जैसी धातुओं के शोधन में किया जाता है जो कि वाष्पशील कार्बोनिल यौगिक बनाती है धातु के कार्बोनिल ये धातु के कार्बोनिल यौगिक उच्च ताप पर विघटित हो जाते है तथा कार्बन - मोनोऑक्साइड गैस मुक्त करती है व शुद्ध धातु शेष रह जाती है
`underset("अशुद्ध धातु")(Ni+4CO_((g)))overset(300-350)(to)Ni(CO)_(4)+` अशुद्धियाँ
`Ni(CO)_(4)overset(455-475K)(to)Ni_((s)+4CO_((g))uarr`
(b) वान अर्केल विधि (Van-Arkel method) - जिर्कोनियम व टाइटेनियम जैसी धातुओं को अतिशुद्ध रूप में प्राप्त करने हेतु इस विधि का उपयोग किया जाता है इस विधि में अशुद्ध धातु को वाष्पशील अस्थायी यौगिक (मुख्यतः धात्विक आयोडाइड) में परिवर्तित किया जाता है जो गर्म करने पर विघटित होकर शुद्ध धातु प्रदान करते है जैसे -
`underset("अशुद्ध")(Ti)_2I_(2)overset(523K)(to)underset("अस्थायी")(TiI_(4)) overset(1700 K)(to)underset("शुद्ध धातु")(Ti+2I_(2))`
`Zr+2I_(2)overset(870 K)(to)ZrI_(4(g))underset("टंगस्टन तंतु")overset(2075 K)(to)underset("शुद्ध")(Zr+)2I_(2(g))`