Surface Chemistry MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Surface Chemistry - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा:

ठोस सतह पर गैस का अधिशोषण

• अधिशोषण एक सतह घटना है जहाँ गैस के अणु ठोस की सतह पर चिपक जाते हैं।
• अधिशोषण की सीमा कई कारकों पर निर्भर करती है जैसे गैस की प्रकृति, अधिशोषक की प्रकृति, तापमान और दाब।
• उच्च क्रांतिक तापमान वाली गैसें अधिक आसानी से अधिशोषित होती हैं क्योंकि वे अधिक ध्रुवीकरण योग्य होती हैं और उनमें मजबूत अंतराआण्विक बल होते हैं, जो अधिशोषण को बढ़ाते हैं।
• गैसें जो आसानी से द्रवीकृत होती हैं (उच्च क्रांतिक तापमान वाली) आम तौर पर ठोस सतहों पर अधिक कुशलता से अधिशोषित होती हैं।

व्याख्या:-

• दिया गया है कि अधिशोषण कम होता है जब:
  • गैस का क्रांतिक तापमान कम होता है क्योंकि कम क्रांतिक तापमान कमजोर अंतराआण्विक बलों और कम ध्रुवीकरण को इंगित करते हैं, जिससे अधिशोषण कम अनुकूल होता है।
  • गैसें जो आसानी से द्रवीकृत नहीं होती हैं (कम क्रांतिक तापमान का संकेत) कुशलता से अधिशोषित होने की संभावना कम होती है।

सही उत्तर विकल्प 2) है अर्थात गैस का क्रांतिक तापमान कम है।

संकल्पना:

रासायनिक अधिशोषण

• रासायनिक अधिशोषण, या रासायनिक अवशोषण, में अधिशोषक और अधिशोषक की सतह के बीच एक रासायनिक बंध का निर्माण शामिल होता है।
• इस प्रकार का अधिशोषण आमतौर पर शामिल अधिशोषक और अधिशोषक के लिए अत्यधिक विशिष्ट होता है।
• रासायनिक बंध निर्माण के कारण रासायनिक अधिशोषण में आमतौर पर उच्च अधिशोषण एन्थैल्पी होती है।
• यह आम तौर पर अनुत्क्रमणीय होता है क्योंकि इस प्रक्रिया में रासायनिक बंधों का टूटना और बनना शामिल होता है।

व्याख्या:

• हम जानते हैं कि रासायनिक अधिशोषण में अधिशोषक और सतह के बीच विशिष्ट अंतःक्रियाएँ शामिल होती हैं, जिसका अर्थ है कि यह अत्यधिक विशिष्ट है।
• मजबूत रासायनिक बंधों के निर्माण के कारण इसमें उच्च अधिशोषण एन्थैल्पी भी होती है।
• इसके अतिरिक्त, रासायनिक अधिशोषण आम तौर पर अनुत्क्रमणीय होता है क्योंकि इन बंधों को तोड़ने के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
• इसलिए, कथन "विशिष्टता का अभाव" रासायनिक अधिशोषण का वर्णन नहीं करता है।

इसलिए, सही उत्तर विशिष्टता का अभाव है।

संकल्पना:

शुद्धिकरण विधियों में अधिशोषण सिद्धांत

• अधिशोषण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें किसी पदार्थ (जो गैस, द्रव या घुला हुआ ठोस हो सकता है) के परमाणु, आयन या अणु अधिशोषक की सतह पर चिपक जाते हैं।
• यह विभिन्न शुद्धिकरण विधियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ताकि विभिन्न अधिशोषक सामग्री के प्रति उनकी विभिन्न आत्मीयताओं के आधार पर घटकों को अलग किया जा सके।

व्याख्या:

• दी गई शुद्धिकरण विधियों के संदर्भ में:
  • वर्णलेखिकी: यह तकनीक अधिशोषण सिद्धांतों पर निर्भर करती है, जहाँ मिश्रण में विभिन्न यौगिक अलग-अलग कोटि तक स्थिर प्रावस्था (अधिशोषक) का पालन करते हैं, जिससे उनका पृथक्करण संभव होता है।
  • उर्ध्वपातन: इस प्रक्रिया में द्रव अवस्था से गुजरे बिना किसी पदार्थ को ठोस से गैस में बदलना शामिल है और यह अधिशोषण से संबंधित नहीं है।
  • निष्कर्षण: इस विधि में विभिन्न अमिश्रणीय द्रवों में उनकी घुलनशीलता के आधार पर घटकों को अलग करना शामिल है और इसमें अधिशोषण शामिल नहीं है।
  • आसवन: यह तकनीक विभिन्न क्वथनांक के आधार पर पदार्थों को अलग करती है और अधिशोषण का उपयोग नहीं करती है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 1 है: वर्णलेखिकी, जो शुद्धिकरण के लिए अधिशोषण सिद्धांत का उपयोग करती है।

व्याख्या:

अधिशोषण की एन्थैल्पी अधिक है - भौतिक अधिशोषण की विशेषता नहीं है।

• अधिशोषण - किसी ठोस या द्रव के स्थूल के बजाय सतह पर आण्विक प्रजातियों का संचयन।
• ठोसों पर गैसों का अधिशोषण दो प्रकार का होता है - भौतिक अधिशोषण (भौतिक अधिशोषण) और रासायनिक अधिशोषण (रासायनिक अधिशोषण)।
• भौतिक अधिशोषण - जब किसी ठोस की सतह पर गैस का संचय कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण होता है।
• रसोवशोषण (रासायनिक अधिशोषण) - जब गैस के अणु या परमाणु ठोस सतह पर रासायनिक बंधों द्वारा बंधे होते हैं।

भौतिक अधिशोषण में अधिशोषण एन्थैल्पी कम होती है (20-40 kJmol -1 ) जबकि रसोवशोषण की स्थिति में अधिशोषण एन्थैल्पी उच्च (80-240 kJmol -1) होती है।

एक कोलॉइड एक मिश्रण है जिसमें सूक्ष्म रूप से बिखरे हुए अघुलनशील कणों वाला एक पदार्थ दूसरे पदार्थ में निलंबित रहता है।

• परिक्षिप्त प्रावस्था: वह प्रावस्था जो प्रकीर्णित या कोलॉइडी कणों के रूप में उपस्थित होती है परिक्षिप्त प्रावस्था कहलाती है।
• परिक्षेपण माध्यम : वह माध्यम जिसमें कोलॉइडी कण प्रकीर्णित होते हैं परिक्षेपण माध्यम कहलाते हैं।

कोलॉइड्स का वर्गीकरण:

अतः हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि 'बादल' ऐरोसॉल के उदाहरण हैं।​

सही उत्तर स्कंदन है।

Key Points

• फिटकरी मिट्टी के कणों को जमाकर जल को स्वच्छ करने में मदद करती है।
• इस प्रकार मिट्टी के कणों से जिलेटिन जैसा अवक्षेप बनता है, जिससे कण का आकार बढ़ जाता है।
• इसलिए, भारी कण अवक्षेप के रूप में नीचे बैठ जाते हैं और पानी स्वच्छ हो जाता है।

Additional Information

• अवशोषण में, जो पदार्थ आप जल में मिलाएंगे वह पूरी तरह से प्रदूषकों को अवशोषित कर लेगा।
• अधिशोषण में, संदूषक पदार्थ की सतह पर फंस जाते हैं, लेकिन पदार्थ में प्रवेश नहीं करते हैं।
• सक्रिय कार्बन फिल्टर अधिशोषण के सिद्धांत पर काम करते हैं।
• अपोहन रक्त से अपशिष्ट और अतिरिक्त जल को हटाने की एक प्रक्रिया है, और आमतौर पर इसका उपयोग जल शोधन में नहीं किया जाता है।

संकल्पना:

• एक उत्प्रेरक एक पदार्थ है जिसे प्रक्रिया में खपत किए बिना अभिक्रिया दर को बढ़ाने के लिए एक अभिक्रिया में जोड़ा जा सकता है।
• उत्प्रेरक आमतौर पर सक्रियण ऊर्जा को कम करके या अभिक्रिया क्रियाविधि को बदलकर एक अभिक्रिया को गति देते हैं।
• एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो जैव रासायनिक अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
• एक अभिक्रियाशील की एक रससमीकरणमितीय मात्रा का अर्थ उस मात्रा से हो सकता है जो किसी अन्य अभिकर्मक की दी गई राशि के साथ पूरी तरह से अभिक्रिया करेगी, जिसमें किसी एक की अधिकता नहीं होगी।
• उत्प्रेरक रासायनिक अभिक्रिया को संतुलित करने में उत्प्रेरक का हिस्सा नहीं होता है अतः रससमीकरणमितीय मात्रा में उत्प्रेरक की आवश्यकता नहीं होती है।
• सबसे आम उत्प्रेरक हैं - एल्युमिनोसाइलेट्स, आयरन, वैनेडियम, निकल, प्लैटिनम + ऐलुमिना।

​

आकार चयनात्मक उत्प्रेरक:

• कुछ उत्प्रेरक अभिक्रियाएँ अभिकारक के छिद्र आकार और प्रयुक्त उत्प्रेरक के आकार पर निर्भर करती हैं।
• उत्प्रेरकों का छिद्र आकार और आकृति अभिकारकों के आकार औरआकृति के समान है फिर वे एक दूसरे में फिट हो सकते हैं और अभिक्रिया होती है।
• उदाहरण के लिए जेओलाइट्स आकार-चयनात्मक उत्प्रेरक हैं। वे केवल चयनात्मक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं।
• ज़ोलाइट्स का छिद्रित आकार सभी संक्रमण जटिल अवस्था को इसके माध्यम से पारित करने की अनुमति नहीं देता है, इस प्रकार प्रकृति में चयनात्मक हो जाता है।
• जिओलाइट्स एलुमिनोसिलिकेट्स के बड़े नेटवर्क हैं जिनके पास नेटवर्क प्रकार Al-O-Si है। जल और क्षारक धातुओं जैसे अणु नेटवर्क के छिद्रों के अंदर फंस गए हैं।

स्पष्टीकरण:

• ज़ोलाइट्स, एक आकार चयनात्मक उत्प्रेरक या HZSM-5 ऐसे उत्प्रेरक हैं जिनका उपयोग ऐल्कोहॉल को गैसोलीन में बदलने में किया जाता है।
• तापमान रेंज 300-400^oC है।
• ऐल्कोहॉल पहले असंतृप्त एल्केन्स देने के लिए निर्जलीकरण से गुजरता है।
• ऐल्केन्स को फिर हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से उच्च ऐल्केन्स में परिवर्तित किया जाता है।
• अमोनिया के हेबर की प्रक्रिया के संश्लेषण में प्रयुक्त उत्प्रेरक Fe है।
• यह नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के बीच अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
• बारीक रूप से विभाजित ठोस Fe अभिक्रिया होने के लिए एक सतह प्रदान करता है।
• गैसों नाइट्रोजन और हाइड्रोजन उत्प्रेरक सतह पर अधिशोषित हो, एक अभिक्रिया होती है, और फिर उत्पादों को फैलाना।
• CO और H2 से मेथनॉल के संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक तांबा और निकल हैं।
• ऐथेलीन के बहुलकीकरण​ में प्रयुक्त उत्प्रेरक ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक है।

अतः, एक आकार चयनात्मक उत्प्रेरक जिसका उपयोग ऐल्कोहॉल को गैसोलीन में बदलने में किया जाता है।

संकल्पना:

अधिशोषण को सतह पर आण्विक प्रजातियों के निक्षेपण के रूप में परिभाषित किया जाता है।

सतह पर अधिशोषित होने वाली आण्विक प्रजाति को अधिशोषक के रूप में जाना जाता है और जिस सतह पर अधिशोषण होता है उसे अधिशोष्य कहा जाता है।

अधिशोषण के प्रकार

अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच अन्योन्यक्रिया बलों के आधार पर अधिशोषण दो प्रकार का होता है।

भौतिक अधिशोषण :

इस प्रकार के अधिशोषण को भौतिक अधिशोषण भी कहते हैं। यह अधिशोषक और अधिशोष्य के बीच कमजोर वान्डरवाल्स बलों के कारण होता है, 

उदाहरण के लिए, H2 और N2 गैसें नारियल के चारकोल पर अधिशोषित होती हैं।

रासायनिक अधिशोषण :

इस प्रकार के अधिशोषण को रसोवशोषण(केमिकोराप्शन) भी कहते हैं। यह अधिशोषक और अधिशोष्य के बीच आबंध प्रकार के मजबूत रासायनिक बलों के कारण होता है।

जब लोहे को N2 गैस में 623 K पर तप्त किया जाता है, तो हम सतह पर आयरन नाइट्राइड निर्मित होने का उदाहरण ले सकते हैं।

Additional Information

किसी ठोस पर गैस का अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है।

जब किसी गैस का इकाई द्रव्यमान सतह पर अधिशोषित होता है तो मुक्त होने वाली ऊष्मा की मात्रा अधिशोषण की ऊष्मा कहलाती है।

अधिशोष्य की सतह से अधिशोषक को हटाने की प्रक्रिया को विशोषण के रूप में जाना जाता है।

संकल्पना:

1. कोलाइडल दवाएं:

कोलाइडल अवस्था में दवाईयाँ अधिक प्रभावी होती हैं क्योंकि कोलाइड का पृष्ठ क्षेत्रफल अधिक होता है। इस प्रकार, वे आसानी से स्वांगीकृत, अवशोषित और पच जाते हैं।

इसलिए, विकल्प (a) गलत है।

2. फिटकरी मिलाना:

फिटकरी का उपयोग एल्युमिनियम सल्फेट (आमतौर पर) के रूप में किया जाता है ताकि ठोस और कुछ आयनों को हटाने के लिए ऊर्णन के माध्यम से पानी में कणों को हटाया जा सके और उन्हें छाना या स्थायी किया जा सके। यह प्रक्रिया जल उपचार प्रक्रिया का एक हिस्सा है।

फिटकरी की अधिकता पानी को पीने के लिए अनुपयुक्त बना सकती है लेकिन विकल्प में अधिकता का उल्लेख नहीं है।

अत: विकल्प (b) गलत है।

3. वैद्युतकणसंचलन :

द्रवविरागी(लायोफोबिक) सॉल का स्कंदन वैद्युतकणसंचलन द्वारा किया जा सकता है जहां कोलाइडल कण विपरीत रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं जो विसर्जित हो जाते हैं और अवक्षेप निर्मित करते हैं।

इस प्रकार, विकल्प (c) सही है।

4. ब्राउनियन गति:

श्यानता भी ब्राउनियन गति के चाल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। तो, श्यानता जितनी कम होती है, गति उतनी ही तेज होती है।

अत: विकल्प (d) गलत है।

इसलिए, विकल्प (c) ही केवल सही कथन है।

अवधारणा :

मिश्रण के प्रकार:

समांगी मिश्रण:

• वे मिश्रण, जिनमें पदार्थ पूरी तरह से मिश्रित होते हैं और एक दूसरे से अप्रभेद्य होते हैं, सजातीय मिश्रण कहलाते हैं।
• उदाहरण के लिए सोडा वाटर, शीतल पेय, नींबू पानी, लवण या चीनी का विलयन आदि।

विषमांगी मिश्रण:

• वे मिश्रण जिनमें पदार्थ अलग-अलग रहते हैं और एक पदार्थ दूसरे पदार्थ में छोटे कणों, बूंदों या बुलबुले के रूप में फैल जाता है, विषमांगी मिश्रण कहलाते हैं।
• सभी निलंबन और कोलाइड विषमांगी मिश्रण हैं।
• एक मिश्रण विषमांगी होता है और तैरते हुए कण के कारण टिंडल प्रभाव दिखाता है क्योंकि यह कोलाइड विलयन या प्रकीर्ण प्रकाश की तरह व्यवहार करता है लेकिन वास्तव में इसका विषम मिश्रण कण कुछ समय के बाद स्थिर हो जाएगा और टिंडल प्रभाव कम हो जाएगा इसलिए जब कण मंद हो जाता है तो यह प्रकाश को प्रकीर्णित नहीं करता है।
• उदाहरण के लिए: - चीनी और रेत का मिश्रण, नदी का गंदा पानी, साबुन का विलयन।

व्याख्या:

कोलाइड्स:

• एक कोलाइड एक विषमांगी है जिसमें एक पदार्थ दूसरे पदार्थ में परिक्षिप्त (परिक्षिप्त प्रावस्था या कोलाइडल कण) होता है जिसे परिक्षेपण माध्यम कहा जाता है।

कोलाइड के गुणधर्म:

• एक कोलाइड समांगी प्रतीत होता है लेकिन वास्तव में, यह विषमांगी है।
• अधिकांश कोलॉइड के कणों को सूक्ष्मदर्शी से भी नहीं देखा जा सकता है।
• यह अपने से गुजरने वाले प्रकाश की किरण को प्रकीर्णित करता है (टिंडल प्रभाव)।
• विलेय कण का आकार 1 से 100 nm की सीमा में होता है।
• चूंकि वे प्रकृति में विषमांगी होते हैं, कणों को अलग करने के लिए अपकेंद्रण तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है।

सही उत्तर अतिसूक्ष्म निस्यंदन है।

Key Points

• अतिसूक्ष्म निस्यंदन वह प्रक्रम है जिसमें विशेष रूप से निर्मित निस्यंदक (फिल्टर) द्वारा, जो कि कोलॉइडी कणों के अलावा अन्य सभी पदार्थों के लिए पारगम्य होता है, कोलॉइडी विलयन में उपस्थित विलायकों एवं घुलनशील विलेयों को पृथक किया जाता है।
• रक्त को तीन परतों यानी ग्लोमेरुलर रक्त वाहिकाओं के अन्तःस्तर, बोमन कैप्सूल (पोडोसाइट कोशिकाओं) के उपकला और इन दो परतों के बीच एक निम्नतल की झिल्ली के माध्यम से निस्यंदित किया जाता है।
• इस प्रकार के निस्यंदन को अतिसूक्ष्म निस्यंदन कहा जाता है।

Additional Information

• निर्वात निस्यंदन कीचड़ को साफ करने की एक यांत्रिक विधि है तथा भस्मीकरण इकाइयों का उपयोग ओस वाले कीचड़ के निपटान के लिए किया जाता है।
• विसरण एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली में विलेय के प्रसार और द्रव के अतिसूक्ष्म निस्यंदन के सिद्धांत पर काम करता है।
  • विसरण जल में पदार्थों का एक गुण है; पानी में पदार्थ उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में जाने की प्रवृत्ति रखते हैं।
• इलेक्ट्रो डायलिसिस (ED) एक झिल्ली प्रक्रिया है, जिसके दौरान विद्युत विभव के प्रभाव में आयनों को एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से ले जाया जाता है।

अवधारणा:

अधिशोषण:

• अधिशोषण को सतह पर आणविक प्रजातियों के निक्षेपण के रूप में परिभाषित किया गया है।
• सतह पर अधिशोषित होने वाली आणविक प्रजातियों को अधिशोषक के नाम से जाना जाता है और जिस सतह पर अधिशोषण होता है उसे अधिशोष्य के नाम से जाना जाता है।
• यह एक सतही घटना है और एक अधिशोष्य अणु की सतह पर बलों की असंतृप्ति के कारण होता है।

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• अधिशोषण दो प्रकार के होते हैं:
  • भौतिक या फिजिशॉर्पशन जहां अधिशोषक और अधिशोष्य के बीच केवल कमजोर वैन डेर वाल्स बल मौजूद होता है।
  • रसायनिक या रसोवशोषण जहां अधिशोषक और अधिशोष्य के बीच नए आबंध बनते हैं।

व्याख्या:

• अधिशोषण समताप वक्र में, अधिशोष्य (x) के मोल का अंश अधिशोषक (m) के ग्राम बनाम P द्वारा आलेखित ​किया जाता है
• फ्रॉयन्डलिक समताप वक्र हमें गैस अधिशोषित की मात्रा और उसके संतुलन दाब P के बीच अनुभवजन्य संबंध देता है।
• यह देखा गया है कि जब दाब कम सीमा में होता है तो अधिशोषण की मात्रा दाब के बढने के साथ बढ़ जाती है।
• जैसे ही दाब बढ़ता है, अधिशोषण की दर बढ़ जाती है लेकिन कुछ बिंदु के बाद संतृप्ति तक पहुंच जाती है।
• इस बिंदु के बाद, दाब के बढ़ने पर भी अधिशोषण की मात्रा नहीं बदलती है।
• फ्रॉयन्डलिक समताप वक्र का समीकरण इस प्रकार दिया गया है:

\(\frac{{\rm{x}}}{{\rm{m}}} \propto {\rm{\;}}{{\rm{P}}^{\frac{1}{{\rm{n}}}}}\) जहां k और n एक निश्चित तापमान पर एक विशेष अधिशोषक और अधिशोष्य के लिए नियत होते हैं।

• यह आरेख निम्नानुसार दर्शाया गया है।

• जब तापमान नियत होता है और दाब कम होता है, तो अधिशोषण गैस के दाब के अनुलोमानुपाती हो जाता है।
• यह संबंध कम होकर होता है

x=kP.

यह दर्शाता है कि, 1/n = 1 या n = 1.

• दाब की उच्च श्रेणी में, अधिशोषण दाब से स्वतंत्र हो जाता है और समीकरण कम होकर होता है

x/m= k.

हम इससे अनुमान लगा सकते हैं कि 1/n = 0.

अतः, फ्रॉयन्डलिक अधिशोषण समताप वक्र में, 1/n का मान 0 से 1 होता है।

व्याख्या:

इमल्शन एक प्रकार का कोलाइड है जिसमें एक तरल छोटी बूंदों के रूप में दूसरे अमिश्रणीय तरल में छितराया जाता है।

हेयर क्रीम एक इमल्शन का उदाहरण है जहां तेल की बूंदों को पानी में फैलाया जाता है। पेंट के प्रकार के आधार पर पेंट को इमल्शन या निलंबन के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

दूसरी ओर पनीर, एक प्रकार का कोलाइड है जहाँ ठोस कण तरल में परिक्षेपित होते हैं। धुआँ एक एरोसोल है, जो एक प्रकार का कोलाइड है जहाँ गैस में ठोस या तरल कण निलंबित होते हैं।