Adsorption and Adsorption isotherm Questions in Gujarati

(A) સલ્ફાઇડ અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાતી ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ અધિશોષણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અયસ્કના કણો તેલ (ફીણ સંગ્રાહક) દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે ભીના થાય છે,જે ફીણની સપાટી પર તેમના અધિશોષણ તરફ દોરી જાય છે,જ્યારે ગેંગના કણો પાણી દ્વારા ભીના થાય છે.

(C) ટંગસ્ટન જેવી ધાતુની સપાટી પર વાયુરૂપ $H_2$ નું વિઘટન એ વિષમાંગ ઉદ્દીપકીય પ્રક્રિયા છે.
ઊંચા દબાણે,ધાતુની સપાટી વાયુના અણુઓ દ્વારા સંપૂર્ણપણે આવરી લેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાનો દર સપાટી પર ઉપલબ્ધ સક્રિય સ્થાનોની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે,અને સપાટી પહેલેથી જ સંતૃપ્ત હોવાથી,દર પ્રક્રિયકની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર બની જાય છે.
તેથી,તે $0$ ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે.

(D) ફ્રુન્ડલીચ અધિશોષણ સમતાપી સમીકરણ $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n > 1$ છે.
જેમ દબાણ $p$ વધે છે,તેમ $p^{1/n}$ નું મૂલ્ય વધે છે,પરંતુ $1/n < 1$ હોવાથી,$p$ વધવાની સાથે $\frac{x}{m}$ ના વધારાનો દર ઘટે છે.
તેથી,$n > 1$ હોવાને કારણે $p$ માં વધારા સાથે $\frac{x}{m}$ નું મૂલ્ય ઝડપથી વધતું નથી.

(D) રાસાયણિક અધિશોષણમાં અધિશોષિત અને અધિશોષક વચ્ચે રાસાયણિક બંધનું નિર્માણ થાય છે. તે એક વિશિષ્ટ પ્રક્રિયા છે,અપ્રતિવર્તી છે અને સામાન્ય રીતે ધીમી હોય છે. તે તાપમાન પર ખૂબ જ આધાર રાખે છે,કારણ કે સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂરિયાતને લીધે તે સામાન્ય રીતે તાપમાન સાથે પહેલા વધે છે અને પછી ઘટે છે.

(C) ભૌતિક અધિશોષણ (physisorption) એ અધિશોષિત અને અધિશોષક વચ્ચેના નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
આ બળો નિર્બળ હોવાથી,અધિશોષણની એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $-20 \, kJ \, mol^{-1}$ થી $-40 \, kJ \, mol^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે.
તેની સરખામણીમાં,રાસાયણિક અધિશોષણ (chemisorption) માં મજબૂત રાસાયણિક બંધો હોય છે અને તેની અધિશોષણની એન્થાલ્પી ઘણી વધારે હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $-80 \, kJ \, mol^{-1}$ થી $-400 \, kJ \, mol^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે.

(C) $1$. અધિશોષણ એ સપાટીની ઘટના છે જેમાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે,તેથી તે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(\Delta H < 0)$ છે.
$2$. ભૌતિક અધિશોષણમાં નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો હોય છે અને તે પ્રતિવર્તી છે. તાપમાન વધવાથી તે ઘટે છે.
$3$. રાસાયણિક અધિશોષણમાં મજબૂત રાસાયણિક બંધ હોય છે અને તે ઘણીવાર અપ્રતિવર્તી હોય છે. સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂરિયાતને કારણે તે શરૂઆતમાં તાપમાન સાથે વધે છે.
$4$. તેથી,'તાપમાન વધવાથી ભૌતિક અધિશોષણ વધે છે' તે વિધાન ખોટું છે,કારણ કે તાપમાન વધતા ભૌતિક અધિશોષણ સામાન્ય રીતે ઘટે છે.

(C) $(i)$ ભૌતિક અધિશોષણ એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે; તાપમાન અથવા દબાણમાં ફેરફાર કરીને તેને ઉલટાવી શકાય છે.
$(ii)$ ભૌતિક અધિશોષણની એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે,સામાન્ય રીતે $20-40 \ kJ \ mol^{-1}$,જ્યારે રાસાયણિક અધિશોષણમાં એન્થાલ્પી $80-240 \ kJ \ mol^{-1}$ જેટલી ઊંચી હોય છે.
$(iii)$ તે બધા જ ઘન અધિશોષક પર અમુક અંશે થાય છે અને તેમાં સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂર પડતી નથી.
$(iv)$ તાપમાન વધારતા તે ઘટે છે.

(C) અધિશોષણ એ સપાટી પરની ઘટના છે જ્યાં વાયુના અણુઓ ઘન સપાટી પર જકડાઈ જાય છે.
જ્યારે વાયુના અણુઓ અધિશોષિત થાય છે,ત્યારે તેમની ગતિશીલતા મર્યાદિત બને છે,જે પ્રણાલીની એન્ટ્રોપીમાં ઘટાડો કરે છે $(\Delta S < 0)$.
કોઈપણ પ્રક્રિયા આપમેળે થવા માટે,ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાનો ફેરફાર $(\Delta G)$ ઋણ હોવો જોઈએ $(\Delta G = \Delta H - T\Delta S < 0)$.
અહીં $\Delta S$ ઋણ હોવાથી,$-T\Delta S$ પદ ધન બને છે.
$\Delta G$ ઋણ રહે તે માટે $\Delta H$ ઋણ હોવું જરૂરી છે,જેનો અર્થ છે કે પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે.

(D) ઘન સપાટી પર વાયુના અધિશોષણનું પ્રમાણ વાયુના પ્રવાહીકરણની સરળતા પર આધાર રાખે છે.
જે વાયુઓ સરળતાથી પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે તેમનું ક્રાંતિક તાપમાન $(T_c)$ ઊંચું હોય છે અને તેઓ વધુ મજબૂતીથી અધિશોષિત થાય છે.
આપેલા વાયુઓના ક્રાંતિક તાપમાન નીચે મુજબ છે:
$H_2$ $(33 \ K)$,$CO$ $(134 \ K)$,$CO_2$ $(304 \ K)$,અને $NH_3$ $(405 \ K)$.
$NH_3$ નું ક્રાંતિક તાપમાન સૌથી વધુ હોવાથી,તે સૌથી સરળતાથી પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે અને ચારકોલની સપાટી પર સૌથી વધુ માત્રામાં અધિશોષિત થશે.

(C) ક્રોમેટોગ્રાફી એ મિશ્રણના ઘટકોને અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે. તે સ્થિર કલા (stationary phase) પર મિશ્રણના ઘટકોના વિભેદક અધિશોષણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. તેથી,તેમાં થતી પ્રક્રિયા અધિશોષણ છે.

(D) $As_2S_3$ સોલ એ ઋણ વીજભારિત સોલ છે.
તેની બનાવટ દરમિયાન,$As_2S_3$ નીચે મુજબની પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે: $As_2O_3 + 3H_2S \rightarrow As_2S_3 + 3H_2O$.
$As_2S_3$ ના કણો માધ્યમમાં રહેલા વધારાના $H_2S$ માંથી $S^{2-}$ આયનોનું અધિશોષણ કરે છે,જેના કારણે સોલને ઋણ વીજભાર પ્રાપ્ત થાય છે.

(C) અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે,તેથી ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર,$\Delta G$,ઋણ હોવો જોઈએ $(\Delta G < 0)$.
અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા હોવાથી,એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર,$\Delta H$,ઋણ હોય છે $(\Delta H < 0)$.
જેમ વાયુના અણુઓ ઘન સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે,તેમ તેમની અવ્યવસ્થિતતા ઘટે છે,તેથી એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર,$\Delta S$,ઋણ હોય છે $(\Delta S < 0)$.

(B) ભૌતિક અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે $\Delta H < 0$.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં વધારો કરવાથી સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસે છે,જેના પરિણામે અધિશોષણનું પ્રમાણ ઘટે છે.
તેથી,ભૌતિક અધિશોષણ માટે તાપમાન વધવાથી અધિશોષણ વધે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) $(i)$ નિયત તાપમાને અધિશોષણની માત્રા $(x/m)$ અમુક હદ સુધી દબાણને સમપ્રમાણમાં હોય છે,પરંતુ ખૂબ ઊંચા દબાણે તેમાં વિચલન જોવા મળે છે.
$(ii)$ અધિશોષણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા હોવાથી તાપમાનમાં વધારો કરતાં અધિશોષણની માત્રા ઘટે છે.
$(iii)$ રાસાયણિક અધિશોષણ એક આણ્વિય છે,જ્યારે ભૌતિક અધિશોષણમાં અધિશોષક પર બહુ આણ્વિય સ્તરો રચાઈ શકે છે.
$(iv)$ જેમ અધિશોષકના કણોનું કદ નાનું તેમ અધિશોષકનું અસરકારક સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે,જેથી અધિશોષણની માત્રામાં વધારો થાય છે. તેથી,કણનું કદ અસર કરતું નથી તેવું વિધાન ખોટું છે.

(B) પેપ્ટાઈઝેશન એ અવક્ષેપને વિદ્યુતવિભાજ્ય સાથે હલાવીને કલિલમય સોલમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
$Fe(OH)_3$ ના અવક્ષેપના કિસ્સામાં,જ્યારે $FeCl_3$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સામાન્ય $Fe^{3+}$ આયનો $Fe(OH)_3$ ના કણોની સપાટી પર પ્રાધાન્યતાથી અધિશોષિત થાય છે.
આના પરિણામે $Fe(OH)_3 \cdot Fe^{3+}$ ના ધન વીજભારિત કલિલમય કણો બને છે.
તેથી,કલિલમય કણો પરનો વીજભાર $Fe^{3+}$ આયનોના અધિશોષણને કારણે છે.

(B) અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉષ્મા મુક્ત થાય છે. તેથી,એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ ઋણ છે $(\Delta H < 0)$.
અધિશોષણ દરમિયાન,વાયુના અણુઓ ઘન સપાટી પર જકડાઈ જાય છે,જેના કારણે અણુઓની અવ્યવસ્થિતતામાં ઘટાડો થાય છે. તેથી,એન્ટ્રોપી ફેરફાર $\Delta S$ ઋણ છે $(\Delta S < 0)$.

(A) લેન્ગ્મ્યુર અધિશોષણ સમતાપીનું સમીકરણ $\frac{x}{m} = \frac{aP}{1 + bP}$ છે.
ઉચ્ચ દબાણે,$bP$ પદ $1$ કરતા ઘણું મોટું હોય છે $(bP >> 1)$.
તેથી,સમીકરણ $\frac{x}{m} = \frac{aP}{bP} = \frac{a}{b}$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
અહીં $a$ અને $b$ અચળાંકો હોવાથી,અધિશોષિત વાયુની માત્રા $(\frac{x}{m})$ દબાણથી સ્વતંત્ર બને છે અને અચળ મર્યાદિત મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરે છે.

(B) જ્યારે $KI$ ના દ્રાવણમાં $AgNO_3$ વધુ માત્રામાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $AgI$ ના અવક્ષેપ બને છે.
$AgNO_3$ વધુ માત્રામાં હોવાથી,વિક્ષેપન માધ્યમમાં $Ag^{+}$ આયનો હાજર હોય છે.
$AgI$ ના કણો વિક્ષેપન માધ્યમમાંથી સામાન્ય આયનનું અધિશોષણ કરે છે.
આમ,$AgI$ ના કણો દ્રાવણમાંથી $Ag^{+}$ આયનોનું અધિશોષણ કરે છે,જેના પરિણામે ધનવિજભારિત કલીલ કણો બને છે: $[AgI]Ag^{+}$.

(D) અધિશોષણના સિદ્ધાંત મુજબ,કલિલમય કણો વિક્ષેપન માધ્યમમાં રહેલા સામાન્ય આયનનું પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ કરે છે.
વધારાના $HCl$ ની હાજરીમાં તૈયાર કરેલા $SnCl_4$ ના સોલ માં,સામાન્ય આયન ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ છે.
તેથી,કલિલમય કણો માધ્યમમાંથી $Cl^-$ આયનોનું પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ કરશે.

(B) ભૌતિક અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે અધિશોષણની એન્થાલ્પી $(\Delta H_{ads})$ હંમેશા ઋણ હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $20-40 \ kJ/mol$ ની વચ્ચે હોય છે.
વિકલ્પ $B$ જણાવે છે કે એન્થાલ્પી ધન છે,જે ખોટું છે.

(D) અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે,તેથી ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જામાં ફેરફાર $(\Delta G)$ ઋણ હોય છે $(\Delta G < 0)$.
અધિશોષિતના કણો અધિશોષકની સપાટી પર જકડાયેલા હોવાથી,તેમની અવ્યવસ્થિતતા ઘટે છે,તેથી એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર $(\Delta S)$ ઋણ હોય છે $(\Delta S < 0)$.
અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,તેથી એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર $(\Delta H)$ ઋણ હોય છે $(\Delta H < 0)$.
તેથી,અધિશોષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન કોઈ પણ થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો $(\Delta G, \Delta S, \Delta H)$ શૂન્ય હોતા નથી.

(D) ઘન અધિશોષક પર વાયુના અધિશોષણનું પ્રમાણ વાયુના પ્રવાહીકરણની સરળતા પર આધાર રાખે છે.
જે વાયુઓ સરળતાથી પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે તેમનું ક્રાંતિક તાપમાન $(T_c)$ ઊંચું હોય છે અને તેમનું અધિશોષણ વધુ પ્રમાણમાં થાય છે.
આપેલા વાયુઓના ક્રાંતિક તાપમાન નીચે મુજબ છે:
$NH_3$ $(405.5 \ K)$ > $CO_2$ $(304.1 \ K)$ > $CH_4$ $(190.6 \ K)$ > $H_2$ $(33.2 \ K)$.
તેથી,અધિશોષિત કદનો સાચો ક્રમ $NH_3 > CO_2 > CH_4 > H_2$ છે.

(B) લેંગ્મ્યૂર અધિશોષણ સમતાપીની મુખ્ય પૂર્વધારણા એ છે કે દરેક અધિશોષણ સ્થાન સમાન હોય છે અને તે બાજુના સ્થાન ભરેલા છે કે ખાલી તેનાથી સ્વતંત્ર છે.

(B) ઘન સપાટી પર વાયુના અધિશોષણનું પ્રમાણ વાયુના પ્રવાહીકરણની સરળતા પર આધાર રાખે છે.
$SO_2, NH_3, HCl$ જેવા સરળતાથી પ્રવાહીકરણ પામતા વાયુઓનું ક્રાંતિક તાપમાન ઊંચું હોય છે અને તેઓ $N_2, O_2, H_2$ જેવા કાયમી વાયુઓની સરખામણીમાં વધુ પ્રમાણમાં અધિશોષાય છે.
$SO_2$ એ $N_2, O_2$ અને $H_2$ કરતા વધુ સરળતાથી પ્રવાહીકરણ પામે છે,તેથી તે સક્રિય ચારકોલ પર વધુ પ્રમાણમાં અધિશોષાય છે.

(A) ભૌતિક અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે. લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તે નીચા તાપમાને અનુકૂળ છે. તેથી,તાપમાનના ઘટાડા સાથે ભૌતિક અધિશોષણનો વેગ વધે છે.

(D) અધિશોષણની પ્રક્રિયામાં,જે પદાર્થ બીજા પદાર્થની સપાટી પર જમા થાય છે તેને $Adsorbate$ (અધિશોષિત) કહેવામાં આવે છે.
અહીં,એસિટિક એસિડ એ પદાર્થ છે જે સક્રિય ચારકોલની સપાટી પર જમા થાય છે.
તેથી,એસિટિક એસિડ એ $Adsorbate$ છે અને સક્રિય ચારકોલ એ $Adsorbent$ (અધિશોષક) છે.

(D) જ્યારે $FeCl_3$ ને ગરમ પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે વિક્ષેપન માધ્યમમાંથી $Fe^{+3}$ આયનોના પસંદગીયુક્ત અધિશોષણને કારણે ધન વીજભારિત ફેરિક હાઈડ્રોક્સાઈડ સોલ બને છે.

(A) ફ્રુન્ડલિચ એડસોર્પ્શન આઈસોથર્મ મુજબ,અધિશોષણની માત્રા $(x/m)$ અને દબાણ $(P)$ વચ્ચેનો સંબંધ $x/m = k \cdot P^{1/n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n > 1$ છે.
$1$. ઓછા દબાણે,$1/n \approx 1$,તેથી $x/m = k \cdot P^1$,જેનો અર્થ છે કે તે દબાણના સીધા પ્રમાણમાં છે.
$2$. મધ્યમ દબાણે,$x/m = k \cdot P^{1/n}$,જ્યાં $0 < 1/n < 1$ છે.
$3$. ઉચ્ચ દબાણે,$1/n \approx 0$,તેથી $x/m = k \cdot P^0 = \text{constant}$,જેનો અર્થ છે કે તે દબાણથી સ્વતંત્ર બને છે.
આપેલા વિધાનો સાથે સરખામણી કરતા,ત્રણેય સંબંધો નિર્દિષ્ટ પરિસ્થિતિઓમાં ફ્રુન્ડલિચ આઈસોથર્મનું સાચું નિરૂપણ છે.

(C) 'શોષણ' (sorption) સંજ્ઞા ત્યારે વપરાય છે જ્યારે પ્રક્રિયામાં અધિશોષણ અને અવશોષણ બંને એકસાથે થતા હોય.
અધિશોષણ એ સપાટી પરની ઘટના છે,જ્યારે અવશોષણ એ સમગ્ર જથ્થામાં થતી ઘટના છે.
જ્યારે બંને પ્રક્રિયાઓ સાથે થાય છે,ત્યારે તેને સામૂહિક રીતે 'શોષણ' (sorption) કહેવામાં આવે છે.

(B) વિકલ્પ $B$ માં આપેલ વિધાન અસત્ય છે કારણ કે ભૌતિક અને રાસાયણિક બંને પ્રકારના અધિશોષણ અધિશોષક અને અધિશોષિતના સ્વભાવ પર આધાર રાખીને વિવિધ દબાણે થઈ શકે છે. ભૌતિક અધિશોષણ સામાન્ય રીતે નીચા તાપમાને અને ઊંચા દબાણે અનુકૂળ હોય છે,જ્યારે રાસાયણિક અધિશોષણ માટે ઘણીવાર સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂર પડે છે અને તે ઊંચા તાપમાને થઈ શકે છે.

(B) ભૌતિક અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,તેથી લા શૅટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાનમાં વધારો કરવાથી અધિશોષણ ઘટે છે. તેથી,વિકલ્પ $B$ ખોટું વિધાન છે.

(A) ફ્રુન્ડલિચ અધિશોષણ સમતાપી સમીકરણ: $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$.
બંને બાજુ લોગ લેતા: $\log(x/m) = \log k + \frac{1}{n} \log p$.
આ સીધી રેખાના સમીકરણ $y = mx + c$ જેવું છે,જ્યાં $y = \log(x/m)$,$m = \text{ઢાળ} = \frac{1}{n}$,અને $c = \text{આંતર્છેદ} = \log k$.
આપેલ છે: $\text{ખૂણો} = 45^o$,તેથી $\text{ઢાળ} = \tan(45^o) = 1$. એટલે કે $\frac{1}{n} = 1$.
આપેલ છે: $\text{આંતર્છેદ} = \log k = 0.3010$. કારણ કે $\log(2) \approx 0.3010$,તેથી $k = 2$.
સમીકરણ: $\log(x/m) = 0.3010 + 1 \times \log(0.2)$.
$\log(x/m) = \log(2) + \log(0.2) = \log(2 \times 0.2) = \log(0.4)$.
તેથી,$\frac{x}{m} = 0.4$.

(A) ફિઝીસોર્પશન એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે તે ઉષ્મા મુક્ત કરે છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં ઘટાડો એ પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,જેમ તાપમાન ઘટે છે તેમ ફિઝીસોર્પશનનો દર અને પ્રમાણ વધે છે.

(B) ભૌતિક અધિશોષણ (Physisorption) ત્યારે થાય છે જ્યારે અધિશોષિત અણુઓ અધિશોષકની સપાટી પર નિર્બળ આંતરઆણ્વીય બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. આ બળોને $Van \ der \ Waals$ બળો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. રાસાયણિક અધિશોષણથી વિપરીત,આ પ્રક્રિયામાં કોઈ રાસાયણિક બંધ બનતા નથી.

(A) ભૌતિક અધિશોષણ $(Physisorption)$ માં,અધિશોષિત અણુઓ સપાટી પર નિર્બળ $Van \text{ } der \text{ } Waals$ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. આ નિર્બળ બળોને કારણે,અધિશોષક સપાટી પર અધિશોષિતના અનેક સ્તરો જમા થઈ શકે છે,જે બહુ-આણ્વીય સ્તરની રચના તરફ દોરી જાય છે. તેનાથી વિપરીત,રાસાયણિક અધિશોષણ $(Chemisorption)$ માં મજબૂત રાસાયણિક બંધો હોય છે અને તે સામાન્ય રીતે એક-આણ્વીય સ્તર (unimolecular layer) પૂરતું મર્યાદિત હોય છે.

(D) અધિશોષણ એ સપાટી પરની ઘટના છે. અધિશોષણની માત્રા અધિશોષકની સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે. કણોનું કદ નાનું હોય તેમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે,જેનાથી અધિશોષણની માત્રામાં વધારો થાય છે. તેથી,અધિશોષકના કણોનું કદ અધિશોષણના મૂલ્ય પર અસર કરતું નથી તે વિધાન ખોટું છે.

(C) ભૌતિક અધિશોષણ,જેને ફિઝિસોપ્શન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,ત્યારે થાય છે જ્યારે અધિશોષિત પદાર્થ અધિશોષકની સપાટી પર નિર્બળ આંતરઆણ્વીય બળો દ્વારા જકડાયેલ હોય છે.
આ બળોને $Van \ der \ Waals$ બળો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક અધિશોષણથી વિપરીત,જેમાં મજબૂત રાસાયણિક બંધો (આયોનિક અથવા સહસંયોજક) સામેલ હોય છે,ભૌતિક અધિશોષણ પ્રતિવર્તી છે અને તેમાં અધિશોષણની એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે.

(C) રાસાયણિક અધિશોષણમાં અધિશોષિત અને અધિશોષક વચ્ચે મજબૂત રાસાયણિક બંધ રચાય છે.
રાસાયણિક બંધની પ્રકૃતિને કારણે,તે વિશિષ્ટ છે અને સામાન્ય રીતે અધિશોષકની સપાટી પર એક-આણ્વિય સ્તર બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ભૌતિક અધિશોષણમાં નબળા વાન-ડર-વાલ્સ બળો હોય છે અને તે બહુ-આણ્વિય સ્તર બનાવી શકે છે.
રાસાયણિક અધિશોષણની એન્થાલ્પી ઊંચી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $80$ થી $240 \ kJ \ mol^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે,જ્યારે ભૌતિક અધિશોષણનું મૂલ્ય ઓછું $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ હોય છે.

(D) અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જામાં ફેરફાર,$\Delta G$,ઋણ હોવો જોઈએ $(\Delta G < 0)$.
અધિશોષણમાં અણુઓ સપાટી પર એકઠા થાય છે,તેથી પ્રણાલીની અસ્તવ્યસ્તતા ઘટે છે,એટલે કે એન્ટ્રોપીમાં ફેરફાર,$\Delta S_{\text{system}}$,ઋણ હોય છે $(\Delta S < 0)$.
અધિશોષણ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેનો અર્થ છે કે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે,તેથી એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર,$\Delta H$,ઋણ હોય છે $(\Delta H < 0)$.
તેથી,આપેલ તમામ મૂલ્યો શૂન્ય કરતાં ઓછા છે.

(D) ફ્રુન્ડલીચ અધિશોષણ સમતાપીનું સમીકરણ $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ (જ્યાં $n > 1$) છે.
ઓછા દબાણે,ઘાતાંક $\frac{1}{n} \approx 1$ હોવાથી,$\frac{x}{m} \propto p^1$ થાય છે.
વધારે દબાણે,ઘાતાંક $\frac{1}{n} \approx 0$ હોવાથી,$\frac{x}{m} \propto p^0$ થાય છે.
મધ્યવર્તી દબાણના ગાળામાં,$\frac{x}{m} \propto p^{1/n}$ સંબંધ જોવા મળે છે.
આમ,દબાણના વિવિધ ગાળા માટે આ તમામ સંબંધો સાચા હોવાથી,વિકલ્પ $D$ સાચો જવાબ છે.

(B) $1$. ભૌતિક અધિશોષણ નિર્બળ વાન્ડરવાલ્સ બળોને કારણે થાય છે અને તે પ્રતિવર્તી છે.
$2$. રાસાયણિક અધિશોષણમાં પ્રબળ રાસાયણિક બંધો હોય છે અને તે અપ્રતિવર્તી છે.
$3$. ભૌતિક અધિશોષણ બહુ-સ્તરીય છે,જ્યારે રાસાયણિક અધિશોષણ એક-આણ્વીય (એક સ્તર) હોય છે.
$4$. રાસાયણિક અધિશોષણ માટે અધિશોષણની એન્થાલ્પી $(80-240 \ kJ \ mol^{-1})$ ભૌતિક અધિશોષણ $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
$5$. તેથી,રાસાયણિક અધિશોષણ બહુ-આણ્વીય સ્તરો બનાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે જેમાં વાયુના અણુઓ ઘન સપાટી પર જકડાય છે.
ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જાના સમીકરણ $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ મુજબ,
સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા માટે $\Delta G$ ઋણ હોવું જોઈએ.
અધિશોષણ દરમિયાન,વાયુના અણુઓની ગતિશીલતા ઘટે છે,જેનાથી ઍન્ટ્રોપીમાં ઘટાડો થાય છે $(\Delta S < 0)$.
તેથી $-T\Delta S$ પદ ધન બને છે,માટે $\Delta G$ ને ઋણ રાખવા માટે ઍન્થાલ્પી ફેરફાર $(\Delta H)$ ઋણ (ઉષ્માક્ષેપક) હોવો જરૂરી છે.

(D) ઘન સપાટી (અધિશોષક) પર વાયુના અધિશોષણની માત્રા નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. વાયુનો સ્વભાવ: સરળતાથી પ્રવાહીમાં રૂપાંતર પામતા વાયુઓ ($NH_3$,$HCl$,$CO_2$) કાયમી વાયુઓ ($H_2$,$O_2$,$N_2$) કરતા વધુ સરળતાથી અધિશોષિત થાય છે.
$2$. વાયુનું દબાણ: ફ્રુન્ડલિચ અધિશોષણ સમતાપી મુજબ,દબાણ વધતા અધિશોષણની માત્રા $(x/m)$ વધે છે.
$3$. પ્રણાલીનું તાપમાન: અધિશોષણ સામાન્ય રીતે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે; તેથી,લા-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાન વધતા અધિશોષણની માત્રા ઘટે છે.
આમ,આપેલા તમામ પરિબળો અધિશોષણની માત્રાને અસર કરે છે.

(B) ફ્રુન્ડલીચ અધિશોષણ સમતાપીનું સમીકરણ: $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ ($n > 1$ છે).
બંને બાજુ લઘુગણક લેતા: $\log(\frac{x}{m}) = \log(k) + \frac{1}{n} \log(p)$.
આ સમીકરણ સીધી રેખા $y = mx + c$ ના સ્વરૂપમાં છે,જ્યાં $y = \log(\frac{x}{m})$,$x = \log(p)$,ઢાળ $m = \frac{1}{n}$ અને આંતરછેદ $c = \log(k)$ છે.
તેથી,$\log(\frac{x}{m})$ વિરુદ્ધ $\log(p)$ નો આલેખ સીધી રેખા આપે છે.

(A) રાસાયણિક અધિશોષણમાં,અધિશોષિત અણુઓ અધિશોષકની સપાટી સાથે મજબૂત રાસાયણિક બંધો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
આ બંધો વિશિષ્ટ હોવાથી અને સપાટીના પરમાણુઓ સાથે સીધી પ્રતિક્રિયાની જરૂર હોવાથી,રાસાયણિક અધિશોષણ માત્ર એક જ સ્તર (એક-આણ્વિય સ્તર) ના નિર્માણ સુધી મર્યાદિત છે.
તેથી,સાચો જવાબ $1$ છે.

(C) રાસાયણિક અધિશોષણમાં,અધિશોષિત અણુઓ અધિશોષકની સપાટી સાથે મજબૂત રાસાયણિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
આ બંધો વિશિષ્ટ હોવાથી અને સપાટી સાથે સીધા સંપર્કની જરૂર હોવાથી,અધિશોષણ માત્ર એક જ સ્તર સુધી મર્યાદિત રહે છે.
તેથી,રાસાયણિક અધિશોષણ હંમેશા એકઆણ્વિય $(unimolecular)$ હોય છે.