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एकांक 5 सतह रसायन (अभ्यास)-हटाया गया

अभ्यास

5.1 अवशोषण और अवशोषण शब्दों के अर्थ में अंतर स्पष्ट कीजिए। प्रत्येक का एक उदाहरण दीजिए।

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उत्तर

अवशोषण एक सतह घटना है जिसमें किसी पदार्थ के अणु ठोस या द्रव के सतह पर एकत्रित होते हैं बल्कि ठोस या द्रव के आंतरिक भाग में नहीं। अवशोषित पदार्थ को ‘अवशोषित पदार्थ’ कहते हैं और जिस सतह पर अवशोषण होता है उसे ‘अवशोषक’ कहते हैं। यहाँ, अवशोषक के सतह पर अवशोषित पदार्थ की सांद्रता बढ़ जाती है। अवशोषण में, पदार्थ केवल सतह पर सांद्रित होता है। यह सतह के माध्यम से ठोस या द्रव के आंतरिक भाग में प्रवेश नहीं करता। उदाहरण के लिए, जब हम एक चाक छड़ी को इंक के घोल में डूबाते हैं, तो केवल उसकी सतह रंगीन हो जाती है। यदि हम चाक छड़ी को टूटा हुआ पाते हैं, तो उसके भीतर सफेद पाया जाता है।

दूसरी ओर, अवशोषण की प्रक्रिया एक आंतरिक घटना है। अवशोषण में, पदार्थ ठोस या द्रव के आंतरिक भाग में एकसमान रूप से वितरित हो जाता है।

5.2 भौतिक अवशोषण और रासायनिक अवशोषण में क्या अंतर है?

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उत्तर

भौतिक अवशोषण रासायनिक अवशोषण
1. इस प्रकार के अवशोषण में, अवशोषित पदार्थ अवशोषक की सतह पर दुर्बल वैन डर वाल के बलों द्वारा जुड़ा होता है। इस प्रकार के अवशोषण में, अवशोषित पदार्थ और अवशोषक की सतह के बीच तीव्र रासायनिक बंधन बनते हैं।
2. प्रक्रिया में कोई नए यौगिक नहीं बनते। अवशोषक की सतह पर नए यौगिक बनते हैं।
3. यह आमतौर पर पुनः प्राप्त करने योग्य होता है। यह आमतौर पर पुनः प्राप्त करने योग्य नहीं होता है।
4. अवशोषण की एंथैल्पी कम होती है क्योंकि दुर्बल वैन डर वाल बलों के कारण होती है। मान के बराबर होते हैं $20-40 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol} ^{-1}$. अवशोषण की एंथैल्पी अधिक होती है क्योंकि रासायनिक बंधन बनते हैं। मान के बराबर होते हैं $40-400 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol} ^{-1}$.

| 5. | निम्न तापमान के अनुकूल होता है। | उच्च तापमान के अनुकूल होता है। | | 6. | इसका एक बहु-तहाई अवशोषण के उदाहरण है | इसका एक एक-तहाई अवशोषण के उदाहरण है। |

5.3 एक रूपांतरित पदार्थ के अवशोषक के रूप में अधिक प्रभावी क्यों होता है?

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Answer

अवशोषण एक सतही घटना है। अतः अवशोषण सतह क्षेत्रफल के सीधे अनुपाती होता है। एक रूपांतरित पदार्थ का सतह क्षेत्रफल बहुत अधिक होता है। भौतिक अवशोषण और रासायनिक अवशो रण दोनों सतह क्षेत्रफल में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं। अतः एक रूपांतरित पदार्थ एक अच्छा अवशोषक के रूप में व्यवहार करता है।

5.4 एक गैस के ठोस पर अवशोषण के लिए कौन से कारक प्रभाव डालते हैं?

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Answer

एक गैस के ठोस सतह पर अवशोषण की दर को प्रभावित करने वाले कई कारक होते हैं।

(1) गैस की प्रकृति:

आसानी से द्रवीकृत होने वाली गैसों जैसे $\mathrm{NH_3}, \mathrm{HCl}$ आदि के तुलनात्मक रूप से अधिक अवशोषित होती हैं जबकि गैसों जैसे $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{O_2}$ आदि के तुलनात्मक रूप से कम अवशोषित होती हैं। इसका कारण यह है कि आसानी से द्रवीकृत होने वाली गैसों में वैन डर वाल के बल अधिक होते हैं।

(2) ठोस के सतह क्षेत्रफल

अवशोषक के सतह क्षेत्रफल अधिक होने पर गैस के ठोस पर अवशोषण अधिक होता है।

(3) दबाव का प्रभाव

अवशोषण एक व्युत्क्रमी प्रक्रिया है और दबाव में कमी के साथ संगत होती है। अतः दबाव में वृद्धि के साथ अवशोषण बढ़ता है।

(4) तापमान का प्रभाव

अवशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। अतः ली-चातलियर के सिद्धांत के अनुसार, तापमान में वृद्धि के साथ अवशोषण की मात्रा घटती है।

5.5 अवशोषण वक्र क्या होता है? फ्रेउंडलिच अवशोषण वक्र का वर्णन करें।

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Answer

द्वारा गैस के दबाव $(P)$ के विरुद्ध अवशोषण $(\frac{x}{m})$ के मात्रा के बीच ग्राफ निश्चित तापमान $(\mathrm{T})$ पर अवशोषण आइसोथेर्म कहलाता है।

फ्रेंडलिच अवशोषण आइसोथेर्म:

फ्रेंडलिच अवशोषण आइसोथेर्म एक एम्पिरिकल संबंध है जो एक ठोस अवशोषक के इकाई द्रव्यमान द्वारा अवशोषित गैस की मात्रा और विशिष्ट तापमान पर दबाव के बीच संबंध दर्शाता है।

दिए गए ग्राफ से स्पष्ट है कि दबाव $P_{\mathrm{s}}$ पर, $\frac{x}{m}$ अधिकतम मान तक पहुंच जाता है। $P \mathrm{~s}$ को संतृप्ति दबाव कहा जाता है। अब ग्राफ से तीन मामले उत्पन्न होते हैं।

मामला I- कम दबाव पर:

ग्राफ सीधा और झुका होता है, जो इस बात को दर्शाता है कि दबाव $\frac{x}{m}$ के सीधे अनुपात में होता है, अर्थात $\frac{x}{m} \alpha P$।

$$ \frac{x}{m}=k P \quad(k \text { एक स्थिरांक है }) $$

मामला II- उच्च दबाव पर:

जब दबाव संतृप्ति दबाव से अधिक हो जाता है, तो $\frac{x}{m}$ दबाव $(\mathrm{P})$ के मानों से स्वतंत्र हो जाता है।

$$ \begin {aligned} & \frac{x}{m} \alpha P ^{\circ} \\ & \frac{x}{m}=k P ^{\circ} \end{aligned} $$

मामला III- मध्यम दबाव पर:

मध्यम दबाव पर, $\frac{x}{m}$ $P$ के घात के बीच 0 और 1 के बीच निर्भर करता है। इस संबंध को फ्रेंडलिच अवशोषण आइसोथेर्म के रूप में जाना जाता है।

$$ \begin {aligned} & \frac{x}{m} \alpha P ^{\frac{1}{n}} \\ & \frac{x}{m}=k P ^{\frac{1}{n}} \quad n>1 \end{aligned} $$

अब, लघुगणक लेने पर:

$$ \log \frac{x}{m}=\log k+\frac{1}{n} \log P $$

लघुगणक $\left(\frac{x}{m}\right)$ और $\log P$ के बीच ग्राफ खींचने पर, एक सीधी रेखा प्राप्त होती है जिसकी ढलान $\frac{1}{n}$ के बराबर होती है और अंतराल $\log \mathrm{k}$ के बराबर होता है।

5.6 आपको अवशोषक के सक्रियण के बारे में क्या समझ आता है? यह कैसे प्राप्त किया जाता है?

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Answer

By activating an adsorbent, we tend to increase the adsorbing power of the adsorbent. Some ways to activate an adsorbent are:

(i) By increasing the surface area of the adsorbent. This can be done by breaking it into smaller pieces or powdering it.

(ii) Some specific treatments can also lead to the activation of the adsorbent. For example, wood charcoal is activated by heating it between $650 \mathrm{~K}$ and $1330 \mathrm{~K}$ in vacuum or air. It expels all the gases absorbed or adsorbed and thus, creates a space for adsorption of gases.

5.7 एड्सर्प्शन के एक विषम तत्व रासायनिक उत्प्रेरण में क्या भूमिका होती है?

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Answer

विषम तत्व रासायनिक उत्प्रेरण:

एक उत्प्रेरक और अभिकर्मक अलग-अलग अवस्थाओं में उपस्थित होते हैं तो इसे विषम तत्व रासायनिक उत्प्रेरण कहते हैं। यह विषम तत्व रासायनिक उत्प्रेरण क्रिया एड्सर्प्शन सिद्धांत के आधार पर समझी जा सकती है। उत्प्रेरण के यांत्रिक चरण निम्नलिखित हैं:

(i) अभिकर्मक अणुओं के उत्प्रेरक सतह पर एड्सर्प्शन।

(ii) एक मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से रासायनिक अभिक्रिया के घटना।

(iii) उत्पादों के उत्प्रेरक सतह से विसरण।

(iv) उत्पादों के उत्प्रेरक सतह से विसरण।

इस प्रक्रिया में, अभिकर्मक आमतौर पर गैसीय अवस्था में उपस्थित होते हैं और उत्प्रेरक ठोस अवस्था में होता है। गैसीय अणु फिर उत्प्रेरक के सतह पर एड्सर्प्शन होते हैं। जैसे ही उत्प्रेरक के सतह पर अभिकर्मक के सांद्रण में वृद्धि होती है, अभिक्रिया की दर भी बढ़ जाती है। ऐसी अभिक्रियाओं में, उत्पादों के उत्प्रेरक के प्रति बहुत कम आकर्षण होता है और वे तेजी से विसरित हो जाते हैं, जिसके कारण अन्य अभिकर्मकों के लिए सतह खाली हो जाती है।

5.8 क्यों एड्सर्प्शन हमेशा ऊष्माक्षेपी होती है?

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Answer

एड्सर्प्शन हमेशा ऊष्माक्षेपी होती है। इस कथन को दो तरीकों से समझा जा सकता है।

(i) एड्सर्प्शन एड्सर्बेंट के सतह पर अवशेष बलों के कम होने के कारण होती है। इसके कारण एड्सर्बेंट की सतह ऊर्जा कम हो जाती है। इसलिए, एड्सर्प्शन हमेशा ऊष्माक्षेपी होती है।

(ii) $\Delta H$ अवशोषण के लिए हमेशा नकारात्मक होता है। जब एक गैस ठोस सतह पर अवशोषित होती है, तो इसकी गति कम हो जाती है जिसके परिणामस्वरूप गैस के एन्ट्रॉपी में कमी आती है, अर्थात, $\Delta S$ नकारात्मक होता है। अब एक प्रक्रिया के अपस्पष्ट होने के लिए, $\Delta G$ नकारात्मक होना चाहिए।

$\therefore \Delta G=\Delta H-T \Delta S$

क्योंकि $\Delta S$ नकारात्मक है, $\Delta H$ को नकारात्मक होना चाहिए ताकि $\Delta G$ नकारात्मक हो। इसलिए, अवशोषण हमेशा ऊष्माक्षेपी होता है।

5.9 विसperse अवस्था और विसperse माध्यम के आधार पर कोलॉइडी विलयन कैसे वर्गीकृत किए जाते हैं?

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उत्तर

कोलॉइड के वर्गीकरण के एक मानक विसperse अवस्था और विसperse माध्यम की भौतिक अवस्था होती है। विसperse अवस्था और विसperse माध्यम (ठोस, तरल, या गैस) के प्रकार के आधार पर, आठ प्रकार के कोलॉइडी प्रणाली हो सकते हैं।

विसperse अवस्था विसperse माध्यम कोलॉइड का प्रकार उदाहरण
1. ठोस ठोस ठोस विलयन ज्वेलरी
2. ठोस तरल विलयन रंग
3. ठोस गैस वायु विलयन धुआं
4. तरल ठोस जेल दही
5. तरल तरल एमल्सियन दूध
6. तरल गैस वायु विलयन धुंआ
7. गैस ठोस ठोस बुलबुला पुमिस स्टोन
8. गैस तरल बुलबुला फोम
5.10 ठोस पर गैसों के अवशोषण पर दबाव और तापमान के प्रभाव के बारे में चर्चा करें।

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उत्तर

दबाव का प्रभाव

अवशोषण एक व्युत्क्रमी प्रक्रिया है और इसके साथ दबाव में कमी होती है। इसलिए, दबाव में वृद्धि के साथ अवशोषण बढ़ता है।

तापमान का प्रभाव

अवशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। इसलिए, लेचेटेलिय के सिद्धांत के अनुसार, तापमान में वृद्धि के साथ अवशोषण की मात्रा कम होती है।

5.11 लाइफिलिक और लाइफोबिक विलयन क्या होते हैं? प्रत्येक प्रकार का एक उदाहरण दें। क्यों जल-अपसरण विलयन आसानी से अवकेन्द्रित हो जाते हैं?

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उत्तर

(i) लाइफोइलिक सॉल्स:

गूम, जेलेटिन, स्टार्च आदि ऐसे पदार्थों को उपयुक्त तरल (वितरण माध्यम) के साथ मिलाकर बनाए गए कोलॉइडियल सॉल्स को लाइफोइलिक सॉल्स कहते हैं। ये सॉल्स पुनः बनाए जा सकते हैं, अर्थात यदि किसी तरीके से सॉल के दो घटकों को अलग कर दिया जाए (जैसे वाष्पीकरण), तो वितरण माध्यम को वितरण चरण के साथ मिलाकर और मिश्रण को हिलाकर सॉल को पुनः बनाया जा सकता है।

(ii) लाइफोफोबिक सॉल्स:

जब धातु और उनके सल्फाइड आदि ऐसे पदार्थों को वितरण माध्यम के साथ मिलाया जाए तो वे कोलॉइडियल सॉल्स नहीं बनाते हैं। इनके कोलॉइडियल सॉल्स केवल विशेष विधियों द्वारा बनाए जा सकते हैं। ऐसे सॉल्स को लाइफोफोबिक सॉल्स कहते हैं। ये सॉल्स प्रकृति में अवांछित होते हैं। उदाहरण के लिए: धातुओं के सॉल्स।

अब, जलीय सॉल्स के स्थायित्व के दो कारण होते हैं- आवेश की उपस्थिति और कोलॉइडियल कणों के जलीय आवेशन। दूसरी ओर, जल विरोधी सॉल्स के स्थायित्व केवल आवेश की उपस्थिति के कारण होता है। अतः, दूसरे कम स्थायित्व रखते हैं। यदि जल विरोधी सॉल्स के आवेश को हटा दिया जाए (इलेक्ट्रोलाइट के योग से), तो उनमें उपस्थित कण एक दूसरे के पास आ जाते हैं और एकत्रित होकर वर्षा के रूप में बन जाते हैं।

5.12 मल्टीमोलेक्यूलर और मैक्रोमोलेक्यूलर कोलॉइड के बीच क्या अंतर है? प्रत्येक के एक उदाहरण दें। संगठित कोलॉइड को इन दो प्रकार के कोलॉइड से कैसे अलग किया जा सकता है?

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उत्त र

(i) बहु-मोलेक्यूलर कोलॉइड में, कोलॉइडियल कण एक छोटे मोलेक्यूल या परमाणुओं के समूह से बने होते हैं जिनका व्यास $1 \mathrm{~nm}$ से कम होता है। इन अणुओं को वैन डर वाल के आकर्षण बलों द्वारा एक साथ रखा जाता है। ऐसे कोलॉइड के उदाहरण चांदी का सॉल और सल्फर का सॉल हैं।

(ii) मैक्रोमोलेक्यूलर कोलॉइड में, कोलॉइडियल कण बड़े अणुओं से बने होते हैं जो कोलॉइडियल आकार के होते हैं। इन कणों का उच्च अणुभार होता है। जब ये कण एक तरल में घुल जाते हैं, तो एक सॉल प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए: स्टार्च, नाइलॉन, सेल्यूलोज आदि।

(iii) कुछ पदार्थ निम्न सांद्रता पर सामान्य विद्युत अपघट्य के आचरण करते हैं। हालांकि, उच्च सांद्रता पर ये पदार्थ जमावट वाले कणों के निर्माण के कारण कोलॉइडी विलयन के आचरण करते हैं। ऐसे कोलॉइड को जमावट वाले कोलॉइड कहा जाता है।

5.13 एंजाइम क्या हैं? एंजाइम उत्प्रेरण के योजना के बारे में छोटे-से लिखिए।

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एंजाइम मूल रूप से उच्च अणुभार वाले प्रोटीन अणु होते हैं। ये जल में घुलने पर कोलॉइडी विलयन बनाते हैं। ये जटिल, नाइट्रोजन युक्त अंगों के संयोजन होते हैं जो जीवित पौधों और जानवरों द्वारा उत्पादित होते हैं। एंजाइम को भी ‘जैव रासायनिक उत्प्रेरक’ कहा जाता है।

एंजाइम उत्प्रेरण के योजना:

एंजाइम के सतह पर विशिष्ट आकार के विभिन्न गॉलियां होती हैं। ये गॉलियां $-\mathrm{NH_2},-\mathrm{COOH}$ आदि ऐसे सक्रिय समूह रखती हैं। उत्प्रेरक अणु जो एक चाबी के आकार के होते हैं, गॉलियों में फिट हो जाते हैं। इससे एक सक्रिय जटिल के निर्माण होता है। इस जटिल फिर से विघटित होकर उत्पाद देता है।

इसलिए,

चरण 1: $E+S \rightarrow S ^{+}$

(सक्रिय जटिल)

चरण 2: $\mathrm{ES} ^{+} \rightarrow \mathrm{E}+\mathrm{P}$

5.14 कोलॉइड को निम्नलिखित आधार पर कैसे वर्गीकृत किया जाता है?

(i) घटकों के भौतिक अवस्था

(ii) वितरित अवस्था की प्रकृति और

(iii) वितरित अवस्था और वितरण माध्यम के बीच संपर्क?

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कोलॉइड को विभिन्न आधारों पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

(i) घटकों के भौतिक अवस्था (घटकों के तात्पर्य वितरित अवस्था और वितरण माध्यम होते हैं)। घटक ठोस, तरल या गैस हो सकते हैं, इसलिए हमें आठ प्रकार के कोलॉइड हो सकते हैं।

(ii) वितरण माध्यम के आधार पर, सॉल को निम्नलिखित रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:

वितरण माध्यम सॉल का नाम
पानी एक्वासॉल या हाइड्रोसॉल
अल्कोहल अल्कोसॉल
बेंजीन बेंजोसॉल
गैसें एयरोसॉल

(iii) वितरित अवस्था और वितरण माध्यम के बीच संपर्क की प्रकृति के आधार पर, कोलॉइड को लाइफिलिक (समाधान आकर्षक) और लाइफोबिक (समाधान विरोधी) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

5.15 समझाइए कि निम्नलिखित के दौरान क्या देखा जाता है

(i) एक प्रकाश किरण को कोलॉइडी सॉल के माध्यम से गुजारा जाता है।

(ii) एक विद्युत अपघट्य, $\mathrm{NaCl}$, जलीय लोहा ऑक्साइड सॉल में मिलाया जाता है।

(iii) एक कोलॉइडी सॉल में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है।

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(i) जब एक प्रकाश किरण को कोलॉइडी विलयन के माध्यम से गुजारा जाता है, तो प्रकाश के विक्षेपण को देखा जाता है। इसे टिंडल प्रभाव कहा जाता है। इस प्रकाश के विक्षेपण के कारण कोलॉइडी विलयन में प्रकाश के प्रवाह के मार्ग को दिखाया जाता है।

(ii) जब $\mathrm{NaCl}$ लोहा ऑक्साइड सॉल में मिलाया जाता है, तो यह $\mathrm{Na} ^{+}$ और $\mathrm{Cl} ^{-}$ आयनों में अपघटित हो जाता है। लोहा ऑक्साइड सॉल के कण धनावेशित होते हैं। इसलिए, ऋणावेशित $\mathrm{Cl} ^{-}$ आयनों की उपस्थिति में वे जमा हो जाते हैं।

(iii) कोलॉइडी कण धनावेशित या ऋणावेशित हो सकते हैं। वितरण माध्यम बराबर आवेश वाला विपरीत आवेश ले रहा होता है। इससे पूरे प्रणाली को उदासीन बनाए रखा जाता है। विद्युत धारा के प्रभाव में कोलॉइडी कण विपरीत आवेश वाले इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं। जब वे इलेक्ट्रोड के संपर्क में आते हैं, तो वे अपना आवेश खो बैठते हैं और जमा हो जाते हैं।

5.16 एमल्सियन क्या होते हैं? उनके विभिन्न प्रकार क्या हैं? प्रत्येक प्रकार के उदाहरण दीजिए।

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उत्त र

वह कोलॉइडी विलयन जिसमें वितरित अवस्था और वितरण माध्यम दोनों तरल होते हैं, एमल्सियन कहलाते हैं। एमल्सियन के दो प्रकार होते हैं:

(a) तेल जल में प्रकार:

यहाँ, तेल वितरित अवस्था होता है जबकि जल वितरण माध्यम होता है। उदाहरण: दूध, वानिशिंग क्रीम, आदि।

(ब) तेल में पानी के प्रकार:

यहाँ पानी वितरित अवस्था होता है जबकि तेल वितरण माध्यम होता है। उदाहरण के लिए: ठंडा क्रीम, मक्खन आदि।

5.17 एमल्सिफायर कैसे एमल्सन को स्थायी बनाते हैं? दो एमल्सिफायर के नाम बताइए।

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एमल्सिफायर एमल्सन को स्थायी बनाते हैं क्योंकि वे एमल्सन के दो तरलों के बीच अंतराफलक तनाव को कम करते हैं। लंबे शृंखला वाले अणु जिनमें ध्रुवीय समूह होते हैं, एमल्सिफायर होते हैं।

उदाहरण: केसिन या दूध के प्रोटीन, साबुन

5.18 साबुन के कार्य एमल्सीकरण और माइक्रेल निर्माण के कारण होता है। टिप्पणी कीजिए।

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साबुन के सफाई कार्य एमल्सीकरण और माइक्रेल निर्माण के कारण होता है। साबुन मुख्य रूप से लंबे शृंखला वाले वसीय अम्ल के सोडियम और पोटेशियम लवण होते हैं, $\mathrm{R}-\mathrm{COO} \mathrm{Na} ^{+}$. जिस अंत में सोडियम जुड़ा होता है वह प्रकृति में ध्रुवीय होता है, जबकि ऐल्किल अंत अध्रुवीय होता है। इस प्रकार, एक साबुन अणु में एक जल प्रवण (ध्रुवीय) और एक जल अप्रवण (अध्रुवीय) भाग होता है।

जब साबुन को धूल वाले पानी में मिलाया जाता है, तो साबुन के अणु धूल के कणों के चारों ओर इस तरह घेर लेते हैं कि उनके अध्रुवीय भाग धूल के अणुओं से जुड़ जाते हैं और ध्रुवीय भाग धूल के अणु से दूर बिंदु बनते हैं। इसे माइक्रेल निर्माण कहते हैं। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि ध्रुवीय समूह पानी में घुल जाता है जबकि अध्रुवीय समूह धूल के कण में घुल जाता है। अब, इन माइक्रेल के नकारात्मक आवेश होते हैं, इसलिए वे एक दूसरे से जुड़ नहीं सकते और एक स्थायी एमल्सन का निर्माण हो जाता है।

5.19 विषम एकाग्रता वाले उत्प्रेरक के चार उदाहरण दीजिए।

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(i) सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण सल्फर ट्राइऑक्साइड बनाने की प्रक्रिया में, इस प्रतिक्रिया में Pt एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

$ 2 \mathrm{SO_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Pt_{(z)}}} 2 \mathrm{SO_{3(g)}} $

(ii) डाइनाइट्रोजन और डाइहाइड्रोजन के संयोजन से अमोनिया के निर्माण की प्रक्रिया में बहुत छोटे लोहे के कणों की उपस्थिति में।

$ \mathrm{N_{2(g)}}+3 \mathrm{H_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Fe_(\mathrm{s})}} 2 \mathrm{NH_{3(g)}} `

$

इस प्रक्रिया को हैबर की प्रक्रिया कहते हैं।

(iii) ओस्वाल्ड की प्रक्रिया: प्लैटिनम की उपस्थिति में अमोनिया के ऑक्सीकरण से नाइट्रिक ऑक्साइड का निर्माण।

$ 4 \mathrm{NH_{3(g)}}+5 \mathrm{O_{2(\mathrm{~g})}} \xrightarrow{\mathrm{Pt_[\mathrm{s})}} 4 \mathrm{NO_{(\mathrm{g})}}+6 \mathrm{H_2} \mathrm{O_{(\mathrm{g})}} $

(iv) वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण की उपस्थिति में एनी।

$\mathrm{Vegetable ~oil_{(l)}} + \mathrm{H_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Ni_{(s)}}} \text{vegetable ghee}_{(s)}$

5.20 आप कैसलेट के गति और चयनात्मकता के अर्थ क्या समझते हैं?

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(a) कैसलेट की गति:

कैसलेट की गति एक विशिष्ट अभिक्रिया की दर को बढ़ाने की क्षमता होती है। रासायनिक अधिशोषण एक विशिष्ट कैसलेट की गति के निर्धारण के मुख्य कारक होता है। अभिकर्मक के सतह पर अभिकर्मक के अधिशोषण की तीव्रता बहुत अधिक या बहुत कम नहीं होनी चाहिए। यह बस उतनी तीव्रता होनी चाहिए जिससे कैसलेट सक्रिय हो जाए।

(b) कैसलेट की चयनात्मकता:

एक कैसलेट के अभिक्रिया को एक विशिष्ट उत्पाद के निर्माण की दिशा में निर्देशित करने की क्षमता को कैसलेट की चयनात्मकता कहते हैं। उदाहरण के लिए, $\mathrm{H_2}$ और $\mathrm{CO}$ के अभिक्रिया के लिए विभिन्न कैसलेट के उपयोग से हम विभिन्न उत्पाद प्राप्त कर सकते हैं।

(i) $\mathrm{ CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \xrightarrow{Ni} CH_{4(g)} + H_2O_{(g)}}$

(ii) $\mathrm{CO_{(g)} +2H_{2(g)} \xrightarrow{CuZnO-CrO_2} CH_3OH_{(g)}}$

(iii) $\mathrm{CO_{(\mathrm{g})}}+\mathrm{H_{2(\mathrm{g})}} \xrightarrow{\mathrm{Cu}} \mathrm{HCHO_{(\mathrm{g})}} $

5.21 जेलेट के द्वारा विपाक के कुछ विशेषताओं का वर्णन करें।

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जेलेट एल्यूमिनो-सिलिकेट होते हैं जो माइक्रो-पोरस प्रकृति के होते हैं। जेलेट के हैंडी बर्फ के संरचना के कारण वे आकार चयनात्मक कैसलेट होते हैं। वे सिलिकेट के विस्तारित 3D नेटवर्क के रूप में होते हैं जिसमें कुछ सिलिकन परमाणु सिलिकन परमाणुओं के स्थान पर एल्यूमिनियम परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं, जिससे उन्हें एल-ओ-एसी फ्रेमवर्क प्रदान करता है। जेलेट में होने वाले अभिक्रिया जेलेट के छेद और गुहा के आकार पर बहुत संवेदनशील होते हैं। जेलेट का उपयोग अधिकांश तेल रसायन उद्योग में होता है।

5.22 आकृति चुनावी उत्प्रेरण क्या है?

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जो उत्प्रेरण अभिक्रिया उत्प्रेरक के छेद संरचना तथा अभिकारक तथा उत्पाद अणुओं के आकार पर निर्भर करती है, उसे आकृति चुनावी उत्प्रेरण कहते हैं। उदाहरण के लिए, जेलेट्रोइट द्वारा उत्प्रेरण आकृति चुनावी उत्प्रेरण है। जेलेट्रोइट में उपस्थित छेद का आकार $260-74 एमपी$ के बीच होता है। इसलिए, छेद के आकार इससे अधिक वाले अणु जेलेट्रोइट में प्रवेश नहीं कर सकते तथा अभिक्रिया में शामिल नहीं हो सकते।

5.23 निम्नलिखित शब्दों की व्याख्या कीजिए:

(i) विद्युत अपचयन

(ii) अपचयन

(iii) डायलिसिस

(iv) टिंडल प्रभाव।

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(i) विद्युत अपचयन:

एक विद्युत चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के अंतर्गत कोलॉइडी कणों के गति को विद्युत अपचयन कहते हैं। धनावेशित कण ऋणात्मक ध्रुव की ओर गति करते हैं, जबकि ऋणावेशित कण धनात्मक ध्रुव की ओर गति करते हैं। जब कण विपरीत चार्जित ध्रुवों तक पहुंचते हैं, तो वे उदासीन हो जाते हैं तथा अपचयन हो जाते हैं।

(ii) अपचयन:

कोलॉइडी कणों के अपने आप नीचे गिरने की प्रक्रिया, अर्थात एक कोलॉइड को अवक्षेप बनाने की प्रक्रिया को अपचयन कहते हैं।

(iii) डायलिसिस

एक विलयन के घोल से घुले हुए पदार्थ को एक झिल्ली के माध्यम से विसरण के माध्यम से हटाने की प्रक्रिया को डायलिसिस कहते हैं। यह प्रक्रिया यह सिद्धांत पर आधारित है कि आयन तथा छोटे अणु जानवरीय झिल्ली के माध्यम से गुजर सकते हैं, जबकि कोलॉइडी कण नहीं।

(iv) टिंडल प्रभाव:

जब एक प्रकाश किरण को कोलॉइडी घोल में गुजारा जाता है, तो यह प्रकाश किरण एक प्रकाश के स्तंभ के रूप में दिखाई देती है। इसे टिंडल प्रभाव कहते हैं। यह घटना घटित होती है क्योंकि कोलॉइडी आकार के कण प्रकाश को सभी दिशाओं में विसरित करते हैं।

5.24 एमल्सियन के चार उपयोग बताइए।

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एमल्सियन के चार उपयोग:

(i) साबुन के साफ्ट करने का कार्य एमल्सियन के निर्माण पर आधारित है।

(ii) आंत्र में वसा के पाचन की प्रक्रिया एमल्सीकरण के माध्यम से होती है।

(iii) एंटीसेप्टिक्स और डिसिन्फेक्टेंट्स को पानी में मिलाने पर एमल्सन बनते हैं।

(iv) एमल्सीफिकेशन की प्रक्रिया दवाओं के निर्माण में उपयोग की जाती है।

5.25 मिकल्स क्या हैं? एक मिकलर सिस्टम का उदाहरण दें।

5.26 उपयुक्त उदाहरणों के साथ निम्नलिखित शब्दों की व्याख्या करें:

(i) अल्कोसॉल

(ii) एयरोसॉल

(iii) हाइड्रोसॉल।

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(i) अल्कोसॉल:

एल्कोहल के वितरण माध्यम और ठोस पदार्थ के वितरित अवयव वाले कोलॉइडी विलयन को अल्कोसॉल कहते हैं।

उदाहरण: केल्सियम नाइट्रेट के कोलॉइडी विलयन एथिल एल्कोहल में एक अल्कोसॉल है।

(ii) एयरोसॉल:

एक गैस के वितरण माध्यम और ठोस के वितरित अवयव वाले कोलॉइडी विलयन को एयरोसॉल कहते हैं।

उदाहरण: धूल

(iii) हाइड्रोसॉल

पानी के वितरण माध्यम और ठोस के वितरित अवयव वाले कोलॉइडी विलयन को हाइड्रोसॉल कहते हैं।

उदाहरण: स्टार्च विलयन या सोने का विलयन

5.27 कथन “कोलॉइड एक पदार्थ नहीं है, बल्कि एक पदार्थ की अवस्था है” पर टिप्पणी करें।

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Answer

सामान्य नमक (एक जलीय माध्यम में एक सामान्य क्रिस्टलॉइड) बेंजीन माध्यम में एक कोलॉइड के रूप में व्यवहार करता है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि कोलॉइडी पदार्थ एक अलग श्रेणी के पदार्थ का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। जब विलेय कण का आकार $1 \mathrm{~nm}$ और $1000 \mathrm{~nm}$ के बीच होता है, तो यह कोलॉइड के रूप में व्यवहार करता है।

इसलिए, हम कह सकते हैं कि कोलॉइड एक पदार्थ नहीं है, बल्कि एक पदार्थ की अवस्था है जो कण के आकार पर निर्भर करती है। एक कोलॉइडी अवस्था एक सच्चे विलयन और एक असंगति के बीच मध्य अवस्था है।


सीखने की प्रगति: इस श्रृंखला में कुल 4 में से चरण 4।