రసాయన శాస్త్రం
లోహశాస్త్రం
లోహశాస్త్రం అత్యంత ప్రాచీనమైంది. వేదకాలం నుంచే రాగిని ఉపయోగిస్తున్నారు. బం గారం, ప్లాటినం లోహాలు ప్రకృతిలో స్వాభావికంగా లభిస్తున్నాయి. మిగిలినవన్నీ సంయోగ రూపంలో లభిస్తాయి. వీటినే ఖనిజాలు అంటారు. అన్ని ఖనిజాల నుంచి లోహాన్ని లాభసాటిగా నిష్కర్షణ చేయలేం. పారిశ్రామికంగా లోహాన్ని వేరు చేసే ఖనిజాన్ని ఆ లోహ ‘ధాతువు’ అంటారు.
లోహాలు - వాటి ధాతువులు
ఇనుము: హెమటైట్, మాగ్నటైట్, సిడరైట్
అల్యూమినియం: బాక్సైట్, క్రయొలైట్, కోరండం
రాగి (కాపర్): కాపర్ పైరైటీస్, మాలకైట్
మెగ్నీషియం: మాగ్నసైట్, డోలమైట్
కాల్షియం: సున్నపురాయి (కాల్షియం కార్బొనేట్)
యురేనియం: పిచ్‌బ్లెండ్
సాధారణంగా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద మెర్క్యురీ (ద్రవం)తప్ప మిగిలినవన్నీ ఘన పదార్థాలే.
సోడియం, పొటాషియం తప్ప మిగిలిన లోహాలన్నీ కఠినమైనవి.
లోహాల్లోకెల్లా అత్యంత సాగే గుణం కలిగింది బంగారం. మంచి విద్యుద్వాహకం సిల్వర్.
అరచేతిలో (శరీర ఉష్ణోగ్రత వద్ద) కరిగిపోయే లోహం గాలియం.
భూ పటలంలో అత్యధికంగా లభించే లోహం అల్యూమినియం. రెండో స్థానంలో ఐరన్ ఉంటుంది.
లోహ నిష్కర్షణ:
ధాతువు నుంచి వివిధ భౌతిక రసాయనిక చర్యల ద్వారా లోహాన్ని వెలికితీసే పద్ధతినే లోహ నిష్కర్షణ అంటారు.
ధాతువులో లోహంతోపాటు కలిసి ఉండే ఇసుక, బంకమట్టి, రాళ్లు, క్వార్‌‌టజ్ మొదలైన మలినాలను గాంగు అంటారు.
ధాతువును గాలిలేకుండా బాగా వేడిచేసి బాష్పశీల మలినాలను తొలగించే పద్ధతిని భస్మీకరణం(కాల్షినేషన్) అంటారు. ఉదా: కాల్షియం కార్బొనేట్‌ను బట్టీలో వేడిచేస్తే కార్బన్‌డై ఆక్సైడ్ వేరుపడి, కాల్షియం ఆక్సైడ్ ఏర్పడుతుంది.
మలిన లోహ ద్రవానికి కార్బన్ పొడి కలిపి పచ్చి కర్రలతో వేగంగా రుద్ది లోహాన్ని వేరు చేసే ప్రక్రియ పోలింగు.
గాలి సమక్షంలో ధాతువును వేడిచేసే ప్రక్రియ భర్జనం.
ధాతువు కరిగే ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడానికి కలిపే పదార్థాన్ని ద్రవకారి అంటారు.
సాధారణంగా ఇనుమును శుద్ధి చేయడానికి బ్లాస్ట్ కొలిమిని ఉపయోగిస్తారు. బ్లాస్ట్ కొలిమిలో గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత 1500నిఇ వరకు ఉంటుంది. బ్లాస్ట్ కొలిమిలో కోక్ అసంపూర్తిగా మండిన తర్వాత వచ్చిన ‘కార్బన్ మోనాక్సైడ్’ సమక్షంలో ఐరన్ ఆక్సైడ్ ఐరన్‌గా ‘క్షయకరణం’ చెందుతుంది. సుమారు 750నిఇ వద్ద కొలిమిలో ఏర్పడిన లోహం గుల్లబారి ఉంటుంది. దీన్నే ‘స్పాంజ్ ఇనుము’ అంటారు. ఇనుము రకాల్లో అత్యంత శుద్ధమైంది చేత ఇనుము. (అత్యల్ప కార్బన్ శాతం) ఉంటుంది. పిగ్ ఐరన్‌లో గరిష్ట శాతంలో కార్బన్ ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రో ప్లేటింగ్:
లోహాల క్షయాన్ని నిరోధించడానికి, తుప్పు పట్టకుండా ఉండటానికి ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ లేదా గాల్వనైజింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు.
ఎలక్ట్రో ప్లేటింగ్ ద్వారా ఒక లోహంపై మరో లోహపు పూత పూస్తారు. ఈ పద్ధతిలో ఏ లోహంతో పూత పూయాలో ఆ లోహం ఉన్న ద్రావణాన్ని విద్యుద్వి శ్లేష్యంగా, ఏ లోహంపై పూత పూయాలో దాన్ని కాథోడ్‌గా తీసుకొని విద్యుద్విశ్లేషణ చేస్తారు.
గాల్వనైజింగ్ పద్ధతిలో ఏదైనా లోహంపై పూత పూయడానికి ఉపయోగించే లోహం జింక్.
మిశ్రమ లోహాలు:
రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ లోహాల సజాతీయ మిశ్రమాన్ని మిశ్రమ లోహం అంటారు. మిశ్రమ లోహాలకు ఉన్నత ధర్మాలు వస్తాయి. తుప్పుపట్టే గుణం తక్కువ.
మిశ్రమలోహంలో ఒక లోహం మెర్క్యురీ అయితే దాన్ని అమాల్గం అంటారు.
ఐరన్, ప్లాటినం లోహలు మిశ్రమ లోహాలను ఏర్పరచవు.
విగ్రహాల తయారీలో ఉపయోగించే పంచలోహాలు...గోల్డ్+ సిల్వర్+ కాపర్+ ఐరన్+ లెడ్.
బంగారం, ప్లాటినం వంటి ఉన్నత లోహాలను కరిగించడానికి ద్రవరాజం (అక్వారీజియా) ఉపయోగిస్తారు. ఇది 3:1 నిష్పత్తిలో గాఢ హైడ్రోక్లోరికామ్లం, గాఢ నైట్రికామ్లాల మిశ్రమం.
స్టీల్ (ఉక్కులో) సాధారణంగా కార్బన్ శాతం 0.1 నుంచి 2 వరకు ఉంటుంది.
గతంలో అడిగిన ప్రశ్నలు
1. ఆహారపు పాత్రలకు టిన్ (తగరం)తో పూత పూస్తారు. కానీ జింక్‌తో కాదు. ఎందుకంటే?
(కానిస్టేబుల్-2013)
1) తగరం కంటే జింక్ తక్కువ ప్రతిస్పందన (చర్యాశీలత) కలిగి ఉండటం వల్ల
2) జింకు తగరం కంటే ఖరీదైంది
3) జింక్, తగరం కంటే ఎక్కువ మెల్టింగ్ పాయింట్ కలిగి ఉండటం
4) జింక్, తగరం కంటే ఎక్కువ ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉండటం
జవాబు: 4
2. స్టెయిన్‌లెస్ స్టీలు దేని మిశ్రమం?
(కానిస్టేబుల్ - 2012)
1) ఐరన్, నికెల్
2) ఐరన్, క్రోమియం, నికెల్
3) ఐరన్, క్రోమియం,జింక్
4) ఐరన్, మాంగనీస్
జవాబు: 2.
మాదిరి ప్రశ్నలు
1. అల్యూమినియం ప్రధానంగా ఏ ఖనిజం నుంచి లభిస్తుంది?
1) బాక్సైట్ 2) హెమటైట్
3) మాగ్నసైట్ 4) సిడరైట్
2. ఎర్రబాక్సైట్‌లో ఏది మలినంగా ఉంటుంది?
1) ఐరన్ ఆక్సైడ్ 2) సిలికా
3) కాపర్ ఆక్సైడ్ 4) ఏదీకాదు
3. పంచలోహంలో ఉండని లోహం ఏది?
1) బంగారం 2) వెండి
3) కాపర్ 4) టంగ్‌స్టన్
4. భూమి పొరల్లో అంత్యంత విస్తారంగా లభించే లోహం ఏది?
1) అల్యూమినియం
2) ఐరన్ 3) కాపర్
4) సిల్వర్
5. ఏదైనా లోహం తుప్పుపట్టినపుడు దాని బరువు?
1) తగ్గుతుంది
2) పెరుగుతుంది 3) మారదు
4) లోహ స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది
6. ఐరన్ తుప్పు పట్టినపుడు ఏర్పడే పదార్థం?
1) ఐరన్ కార్బైడ్ 2) ఐరన్ సల్ఫైడ్
3) ఐరన్ ఆక్సైడ్ 4) ఐరన్ క్లోరైడ్
7. బైరైటీస్ ఖనిజం ఏ లోహానికి సంబంధించింది?
1) కాల్షియం 2) బేరియం
3) ఐరన్ 4) కాపర్
8. పైరైటీస్ ఖనిజం ప్రధానంగా ఏ లోహానికి సంబంధించినది?
1) అల్యూమినియం
2) గోల్డ్ 3) సిల్వర్
4) కాపర్
9. ఇత్తడి, కంచులో ఉండే సాధారణ లోహం ఏది?
1) జింక్ 2) మెగ్నీషియం
3) కాపర్ 4) అల్యూమినియం
10. జర్మన్ సిల్వర్‌లో లేని లోహం ఏది?
1) సిల్వర్ 2) కాపర్
3) జింక్ 4) నికెల్
11. లోహక్షయాన్ని నివారించడానికి ఏ లోహపు పూత పూస్తారు?
1) జింక్ 2) టిన్
3) నికెల్ 4) పైఅన్నీ
12. భూమిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభించే లోహం ఏది?
1) బంగారం 2) సిల్వర్
3) కాపర్ 4) పైవన్నీ
13. బల్బుల ఫిలమెంట్‌లో ఉపయోగించే కఠినమైన లోహం?
1) బంగారం 2) టంగ్‌స్టన్
3) వెండి 4) ఇనుము
14. అత్యంత విద్యుద్వాహకత కల్గిన లోహం?
1) వెండి 2) బంగారం
3) అల్యూమినియం
4) రాగి
15. క్లోరోఫిల్‌లో ఉండే ప్రధాన లోహం?
1) ఐరన్ 2) మెగ్నీషియం
3) కాపర్ 4) జింక్
16. రక్తంలోని ఎరుపు వర్ణదం హిమోగ్లోబిన్‌లో ఉండే లోహం?
1) ఐరన్ 2) మెగ్నీషియం
3) కాపర్ 4) జింక్
17. ఎంజైముల్లో ఉండే ప్రధాన లోహం?
1) కాపర్ 2) జింక్
3) ఐరన్ 4) అల్యూమినియం
18. వంటపాత్రలకు ఎక్కువగా ఉపయోగించే స్టీలు?
1) క్రోమ్ స్టీలు 2) స్టెయిన్‌లెస్ స్టీలు
3) టంగ్‌స్టన్ స్టీలు
4) ఇన్వార్ స్టీలు
19. కార్నలైట్ దేని ధాతువు?
1) రాగి 2) మెగ్నీషియం
3) కాల్షియం 4) జింక్
20. ఎర్రని నేలలో ప్రధానంగా ఉండే లోహం?
1) ఐరన్ 2) కాల్షియం
3) అల్యూమినియం
4) రాగి
21. దుక్క ఇనుములో గల కార్బన్ శాతం?
1) 0-1 2) 0.2-2
3) 3-4 4) 5-10
22. శస్త్ర చికిత్స సాధనాలు తయారు చేయ డానికి ఉపయోగించే మిశ్రమలోహం?
1) స్టెయిన్‌లెస్ స్టీలు
2) టంగ్‌స్టన్ స్టీలు
3) ఇన్వార్ స్టీలు
4) క్రోమ్ స్టీలు
23. విద్యుత్ నిరోధాలు తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే మిశ్రమలోహం?
1) గన్ మెటల్ 2) నిక్రోమ్
3) స్టీలు 4) ఇన్వార్
24. స్టెయిన్‌లెస్ స్టీలులో క్రోమియం శాతం?
1) 5-0 2) 12-20
3) 10-12 4) 6-10
25. లోహాల్లోకెల్లా అత్యంత సాగే గుణం కలిగింది?
1) బంగారం 2) రాగి
3) స్టీలు 4) ఇత్తడి
సమాధానాలు:
1) 1; 2) 1; 3) 4; 4) 1;
5) 2; 6) 3; 7) 2; 8) 4;
9) 3; 10) 1; 11) 4; 12) 1;
13) 2; 14) 1; 15) 2; 16) 1;
17) 2; 18) 1; 19) 2; 20) 1;
21) 3; 22) 1; 23) 2; 24) 2;
25) 1.
