Adsorption and Adsorption isotherm Questions in Hindi

(A) सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए उपयोग की जाने वाली फेन प्लवन विधि अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित है।
इस प्रक्रिया में,अयस्क के कण तेल (फेन संग्राहक) द्वारा अधिमानतः भीग जाते हैं,जिससे वे फेन की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जबकि गैंग के कण पानी द्वारा भीग जाते हैं।

(C) टंगस्टन जैसी धातु की सतह पर गैसीय $H_2$ का अपघटन एक विषमांगी उत्प्रेरकीय अभिक्रिया है।
उच्च दाब पर,धातु की सतह गैस के अणुओं से पूरी तरह ढकी होती है।
चूंकि अभिक्रिया की दर सतह पर उपलब्ध सक्रिय स्थलों की संख्या पर निर्भर करती है,और सतह पहले से ही संतृप्त होती है,इसलिए दर अभिकारक की सांद्रता से स्वतंत्र हो जाती है।
अतः,यह $0$ कोटि की गतिज अभिक्रिया का पालन करती है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n > 1$ है।
जैसे-जैसे दाब $p$ बढ़ता है,$p^{1/n}$ का मान बढ़ता है,लेकिन चूंकि $1/n < 1$ है,इसलिए $p$ के बढ़ने के साथ $\frac{x}{m}$ के बढ़ने की दर कम हो जाती है।
अतः,$n > 1$ होने के कारण $p$ में वृद्धि के साथ $\frac{x}{m}$ का मान तेजी से नहीं बढ़ता है।

(D) रसोशोषण में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच रासायनिक बंधों का निर्माण होता है। यह एक विशिष्ट प्रक्रिया है,अनुत्क्रमणीय है और आमतौर पर धीमी होती है। यह तापमान पर अत्यधिक निर्भर है,क्योंकि सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण यह आमतौर पर तापमान के साथ पहले बढ़ती है और फिर घटती है।

(C) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा अभिलक्षित होता है।
चूंकि ये बल कमजोर होते हैं,इसलिए अधिशोषण की एन्थैल्पी कम होती है,जो आमतौर पर $-20 \, kJ \, mol^{-1}$ से $-40 \, kJ \, mol^{-1}$ के बीच होती है।
इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) में मजबूत रासायनिक बंध शामिल होते हैं और इसकी अधिशोषण की एन्थैल्पी बहुत अधिक होती है,जो आमतौर पर $-80 \, kJ \, mol^{-1}$ से $-400 \, kJ \, mol^{-1}$ के बीच होती है।

(C) $1$. अधिशोषण एक सतही घटना है जिसमें ऊर्जा का उत्सर्जन होता है,जिससे यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया $(\Delta H < 0)$ बन जाती है।
$2$. भौतिक अधिशोषण में कमजोर वैन डेर वाल्स बल शामिल होते हैं और यह प्रतिवर्ती होता है। तापमान बढ़ने पर यह घटता है।
$3$. रासायनिक अधिशोषण में मजबूत रासायनिक बंधन शामिल होते हैं और यह अक्सर अपरिवर्तनीय होता है। सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण यह शुरू में तापमान के साथ बढ़ता है।
$4$. इसलिए,यह कथन कि 'तापमान बढ़ने के साथ भौतिक अधिशोषण बढ़ता है' गलत है,क्योंकि तापमान बढ़ने पर भौतिक अधिशोषण आमतौर पर घटता है।

(C) $(i)$ भौतिक अधिशोषण एक उत्क्रमणीय प्रक्रिया है; इसे तापमान या दबाव बदलकर बदला जा सकता है।
$(ii)$ भौतिक अधिशोषण की एन्थैल्पी कम होती है,आमतौर पर $20-40 \ kJ \ mol^{-1}$,जबकि रासायनिक अधिशोषण में एन्थैल्पी $80-240 \ kJ \ mol^{-1}$ तक उच्च होती है।
$(iii)$ यह सभी ठोस अधिशोषकों पर कुछ हद तक होता है और इसके लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है।
$(iv)$ तापमान बढ़ने पर यह घटता है।

(C) अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है जहाँ गैस के अणु ठोस की सतह पर फंस जाते हैं।
जब गैस के अणु अधिशोषित होते हैं,तो उनकी गति की स्वतंत्रता सीमित हो जाती है,जिससे निकाय की एन्ट्रॉपी में कमी आती है $(\Delta S < 0)$।
किसी प्रक्रिया के स्वतः होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $(\Delta G)$ ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G = \Delta H - T\Delta S < 0)$।
चूंकि $\Delta S$ ऋणात्मक है,इसलिए $-T\Delta S$ पद धनात्मक हो जाता है।
$\Delta G$ को ऋणात्मक होने के लिए,$\Delta H$ का ऋणात्मक होना आवश्यक है,जिसका अर्थ है कि प्रक्रिया ऊष्माक्षेपी है।

(D) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसों का क्रांतिक तापमान $(T_c)$ अधिक होता है और वे अधिक मजबूती से अधिशोषित होती हैं।
दी गई गैसों के क्रांतिक तापमान इस प्रकार हैं:
$H_2$ $(33 \ K)$,$CO$ $(134 \ K)$,$CO_2$ $(304 \ K)$,और $NH_3$ $(405 \ K)$।
चूंकि $NH_3$ का क्रांतिक तापमान सबसे अधिक है,इसलिए यह सबसे आसानी से द्रवीभूत हो जाती है और चारकोल की सतह पर सबसे अधिक मात्रा में अधिशोषित होगी।

(C) क्रोमैटोग्राफी मिश्रण के घटकों को अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। यह स्थिर प्रावस्था (stationary phase) पर मिश्रण के घटकों के विभेदक अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित है। इसलिए,इसमें शामिल प्रक्रिया अधिशोषण है।

(D) $As_2S_3$ सोल एक ऋणात्मक आवेशित सोल है।
इसके निर्माण के दौरान,$As_2S_3$ अभिक्रिया $As_2O_3 + 3H_2S \rightarrow As_2S_3 + 3H_2O$ द्वारा बनता है।
$As_2S_3$ के कण माध्यम में उपस्थित अतिरिक्त $H_2S$ से $S^{2-}$ आयनों का अधिशोषण करते हैं,जिससे सोल पर ऋणात्मक आवेश आ जाता है।

(C) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है,इसलिए गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
चूंकि अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए एन्थैल्पी परिवर्तन,$\Delta H$,ऋणात्मक होता है $(\Delta H < 0)$।
जैसे-जैसे गैस के अणु ठोस सतह पर अधिशोषित होते हैं,उनकी यादृच्छिकता (randomness) कम हो जाती है,इसलिए एन्ट्रॉपी परिवर्तन,$\Delta S$,ऋणात्मक होता है $(\Delta S < 0)$।

(B) भौतिक अधिशोषण (physisorption) एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि $\Delta H < 0$।
ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए,तापमान में वृद्धि साम्यावस्था को पीछे की दिशा में स्थानांतरित कर देगी,जिससे अधिशोषण की मात्रा में कमी आएगी।
इसलिए,यह कथन कि तापमान बढ़ने पर अधिशोषण बढ़ता है,भौतिक अधिशोषण के लिए गलत है।

(D) $(i)$ नियत तापमान पर,अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ एक निश्चित सीमा तक दबाव के समानुपाती होती है,लेकिन बहुत उच्च दबाव पर इसमें विचलन देखा जाता है।
$(ii)$ चूंकि अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए तापमान बढ़ाने पर अधिशोषण की मात्रा कम हो जाती है।
$(iii)$ रासायनिक अधिशोषण एक-आण्विक होता है,जबकि भौतिक अधिशोषण में अधिशोषक पर बहु-आण्विक परतें बन सकती हैं।
$(iv)$ जैसे-जैसे अधिशोषक के कणों का आकार छोटा होता है,प्रभावी सतह का क्षेत्रफल बढ़ता है,जिससे अधिशोषण की मात्रा बढ़ जाती है। इसलिए,यह कथन कि कणों का आकार अधिशोषण को प्रभावित नहीं करता है,गलत है।

(B) पेप्टीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें अवक्षेप को विद्युत अपघट्य के साथ मिलाकर कोलाइडल सोल में परिवर्तित किया जाता है।
$Fe(OH)_3$ के अवक्षेप के मामले में,जब $FeCl_3$ मिलाया जाता है,तो सामान्य $Fe^{3+}$ आयन $Fe(OH)_3$ कणों की सतह पर प्राथमिकता से अधिशोषित हो जाते हैं।
इसके परिणामस्वरूप $Fe(OH)_3 \cdot Fe^{3+}$ के धनावेशित कोलाइडल कण बनते हैं।
अतः,कोलाइडल कणों पर आवेश $Fe^{3+}$ आयनों के अधिशोषण के कारण होता है।

(B) अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि प्रक्रिया के दौरान ऊष्मा निकलती है। इसलिए,एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H$ ऋणात्मक है $(\Delta H < 0)$.
अधिशोषण के दौरान,गैस के अणु ठोस सतह पर फंस जाते हैं,जिससे अणुओं की यादृच्छिकता (randomness) में कमी आती है। इसलिए,एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S$ ऋणात्मक है $(\Delta S < 0)$.

(A) लैंगमुइर अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = \frac{aP}{1 + bP}$ द्वारा दिया जाता है।
उच्च दाब पर,$bP$ पद $1$ से बहुत अधिक होता है $(bP >> 1)$।
अतः,समीकरण $\frac{x}{m} = \frac{aP}{bP} = \frac{a}{b}$ में सरल हो जाता है।
चूंकि $a$ और $b$ स्थिरांक हैं,इसलिए अधिशोषित गैस की मात्रा $(\frac{x}{m})$ दाब से स्वतंत्र हो जाती है और एक स्थिर सीमा मान तक पहुँच जाती है।

(B) जब $KI$ के विलयन में $AgNO_3$ आधिक्य में मिलाया जाता है,तो $AgI$ अवक्षेप बनता है।
चूंकि $AgNO_3$ आधिक्य में है,इसलिए परिक्षेपण माध्यम में $Ag^{+}$ आयन उपस्थित होते हैं।
$AgI$ कण परिक्षेपण माध्यम से उभयनिष्ठ आयन का अधिशोषण करते हैं।
अतः,$AgI$ कण विलयन से $Ag^{+}$ आयनों का अधिशोषण करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप धनावेशित कोलाइडल कण बनते हैं: $[AgI]Ag^{+}$।

(D) अधिशोषण के सिद्धांत के अनुसार,कोलाइडल कण परिक्षेपण माध्यम में उपस्थित उभयनिष्ठ आयन का अधिमान्य अधिशोषण करते हैं।
अतिरिक्त $HCl$ की उपस्थिति में तैयार $SnCl_4$ सोल में,उभयनिष्ठ आयन क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ है।
इसलिए,कोलाइडल कण माध्यम से $Cl^-$ आयनों का अधिमान्य अधिशोषण करेंगे।

(B) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि अधिशोषण की एन्थैल्पी $(\Delta H_{ads})$ हमेशा ऋणात्मक होती है,जो आमतौर पर $20-40 \ kJ/mol$ के बीच होती है।
विकल्प $B$ कहता है कि एन्थैल्पी धनात्मक है,जो गलत है।

(D) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है,इसलिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $(\Delta G)$ ऋणात्मक होता है $(\Delta G < 0)$.
चूंकि अधिशोष्य के कण अधिशोषक की सतह पर फंस जाते हैं,उनकी यादृच्छिकता (randomness) कम हो जाती है,इसलिए एन्ट्रापी में परिवर्तन $(\Delta S)$ ऋणात्मक होता है $(\Delta S < 0)$.
अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए एन्थैल्पी में परिवर्तन $(\Delta H)$ ऋणात्मक होता है $(\Delta H < 0)$.
इसलिए,अधिशोषण की प्रक्रिया के दौरान कोई भी ऊष्मागतिक पैरामीटर $(\Delta G, \Delta S, \Delta H)$ शून्य नहीं होते हैं।

(D) ठोस अधिशोषक पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
आसानी से द्रवित होने वाली गैसों का क्रांतिक तापमान $(T_c)$ अधिक होता है और वे अधिक मात्रा में अधिशोषित होती हैं।
दी गई गैसों के क्रांतिक तापमान इस प्रकार हैं:
$NH_3$ $(405.5 \ K)$ > $CO_2$ $(304.1 \ K)$ > $CH_4$ $(190.6 \ K)$ > $H_2$ $(33.2 \ K)$.
अतः,अधिशोषित आयतन का सही क्रम $NH_3 > CO_2 > CH_4 > H_2$ है।

(B) लैंगमुइर अधिशोषण समतापी की मुख्य धारणा यह है कि सभी अधिशोषण स्थल समान होते हैं और वे इस बात से स्वतंत्र होते हैं कि पड़ोसी स्थल भरे हुए हैं या खाली।

(B) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
$SO_2, NH_3, HCl$ जैसी आसानी से द्रवित होने वाली गैसों का क्रांतिक तापमान अधिक होता है और वे $N_2, O_2, H_2$ जैसी स्थायी गैसों की तुलना में अधिक मात्रा में अधिशोषित होती हैं।
चूंकि $SO_2$,$N_2, O_2$ और $H_2$ की तुलना में अधिक आसानी से द्रवित हो जाती है,इसलिए यह सक्रिय चारकोल पर अधिक मात्रा में अधिशोषित होती है।

(A) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यह कम तापमान पर अनुकूल होती है। इसलिए,तापमान में कमी के साथ भौतिक अधिशोषण की दर बढ़ती है।

(D) अधिशोषण की प्रक्रिया में,जो पदार्थ किसी अन्य पदार्थ की सतह पर जमा हो जाता है,उसे $Adsorbate$ (अधिशोष्य) कहा जाता है।
यहाँ,एसिटिक एसिड वह पदार्थ है जो सक्रिय चारकोल की सतह पर जमा होता है।
इसलिए,एसिटिक एसिड $Adsorbate$ है और सक्रिय चारकोल $Adsorbent$ (अधिशोषक) है।

(D) जब $FeCl_3$ को गर्म पानी में मिलाया जाता है,तो परिक्षेपण माध्यम से $Fe^{+3}$ आयनों के अधिमान्य अधिशोषण के कारण धनावेशित फेरिक हाइड्रॉक्साइड सॉल बनता है।

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ और दाब $(P)$ के बीच का संबंध $x/m = k \cdot P^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n > 1$ है।
$1$. कम दाब पर,$1/n \approx 1$,इसलिए $x/m = k \cdot P^1$,जिसका अर्थ है कि यह दाब के सीधे समानुपाती है।
$2$. मध्यम दाब पर,$x/m = k \cdot P^{1/n}$,जहाँ $0 < 1/n < 1$ है।
$3$. उच्च दाब पर,$1/n \approx 0$,इसलिए $x/m = k \cdot P^0 = \text{constant}$,जिसका अर्थ है कि यह दाब से स्वतंत्र हो जाता है।
दिए गए कथनों के साथ तुलना करने पर,तीनों संबंध निर्दिष्ट परिस्थितियों में फ्रुंडलिच समतापी का सही निरूपण हैं।

(C) 'सोर्प्शन' (sorption) शब्द का प्रयोग तब किया जाता है जब किसी प्रक्रिया में अधिशोषण और अवशोषण दोनों एक साथ होते हैं।
अधिशोषण एक सतही घटना है,जबकि अवशोषण एक स्थूल (bulk) घटना है।
जब दोनों प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं,तो इस घटना को सामूहिक रूप से 'सोर्प्शन' कहा जाता है।

(B) विकल्प $B$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि भौतिक और रासायनिक दोनों प्रकार के अधिशोषण अधिशोषक और अधिशोष्य की प्रकृति के आधार पर विभिन्न दाबों पर हो सकते हैं। भौतिक अधिशोषण आमतौर पर कम तापमान और उच्च दाब पर अनुकूल होता है,जबकि रासायनिक अधिशोषण के लिए अक्सर सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह उच्च तापमान पर हो सकता है।

(B) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान बढ़ाने पर अधिशोषण घटता है। अतः,विकल्प $B$ गलत कथन है।

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण: $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$.
दोनों तरफ लॉग लेने पर: $\log(x/m) = \log k + \frac{1}{n} \log p$.
यह सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ $y = \log(x/m)$,$m = \text{ढाल} = \frac{1}{n}$,और $c = \text{अंतःखंड} = \log k$.
दिया गया है: $\text{कोण} = 45^o$,इसलिए $\text{ढाल} = \tan(45^o) = 1$. अतः $\frac{1}{n} = 1$.
दिया गया है: $\text{अंतःखंड} = \log k = 0.3010$. चूँकि $\log(2) \approx 0.3010$,इसलिए $k = 2$.
समीकरण: $\log(x/m) = 0.3010 + 1 \times \log(0.2)$.
$\log(x/m) = \log(2) + \log(0.2) = \log(2 \times 0.2) = \log(0.4)$.
अतः,$\frac{x}{m} = 0.4$.

(A) भौतिक अधिशोषण (physisorption) एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि इसमें ऊष्मा निकलती है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए तापमान में कमी अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेती है।
इसलिए,जैसे-जैसे तापमान कम होता है,भौतिक अधिशोषण की दर और मात्रा बढ़ती है।

(B) भौतिक अधिशोषण (Physisorption) तब होता है जब अधिशोष्य के अणु अधिशोषक की सतह पर कमजोर अंतर-आणविक बलों द्वारा जुड़े होते हैं। इन बलों को $Van \ der \ Waals$ बल के रूप में जाना जाता है। रासायनिक अधिशोषण के विपरीत,इस प्रक्रिया में कोई रासायनिक बंध नहीं बनते हैं।

(A) भौतिक अधिशोषण $(Physisorption)$ में,अधिशोष्य अणु सतह पर कमजोर $Van \text{ } der \text{ } Waals$ बलों द्वारा जुड़े होते हैं। इन कमजोर बलों के कारण,अधिशोषक की सतह पर अधिशोष्य की कई परतें जमा हो सकती हैं,जिससे बहु-आणविक परत का निर्माण होता है। इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण $(Chemisorption)$ में मजबूत रासायनिक बंध होते हैं और यह आमतौर पर एक-आणविक परत (unimolecular layer) तक ही सीमित होता है।

(D) अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है। अधिशोषण की मात्रा अधिशोषक के पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करती है। कणों का आकार छोटा होने पर पृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ जाता है,जिससे अधिशोषण की मात्रा बढ़ जाती है। इसलिए,यह कथन कि अधिशोषक के कणों का आकार अधिशोषण के मान को प्रभावित नहीं करता है,गलत है।

(C) भौतिक अधिशोषण,जिसे फिज़िसॉर्प्शन भी कहा जाता है,तब होता है जब अधिशोष्य (adsorbate) अधिशोषक (adsorbent) की सतह पर कमजोर अंतर-आणविक बलों द्वारा जुड़ा होता है।
इन बलों को $Van \ der \ Waals$ बल के रूप में जाना जाता है।
रासायनिक अधिशोषण के विपरीत,जिसमें मजबूत रासायनिक बंध (आयनिक या सहसंयोजक) शामिल होते हैं,भौतिक अधिशोषण प्रतिवर्ती होता है और इसमें अधिशोषण की एन्थैल्पी कम होती है।

(C) रासायनिक अधिशोषण में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच मजबूत रासायनिक बंध बनते हैं।
रासायनिक बंध की प्रकृति के कारण,यह विशिष्ट होता है और आमतौर पर अधिशोषक की सतह पर एक-आणविक परत बनाता है।
इसके विपरीत,भौतिक अधिशोषण में कमजोर वान-डर-वाल्स बल होते हैं और यह बहु-आणविक परतें बना सकता है।
रासायनिक अधिशोषण की एन्थैल्पी उच्च होती है,जो आमतौर पर $80$ से $240 \ kJ \ mol^{-1}$ के बीच होती है,जबकि भौतिक अधिशोषण का मान कम $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ होता है।

(D) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
चूंकि अधिशोषण में अणु सतह पर जमा हो जाते हैं,इसलिए निकाय की यादृच्छिकता (randomness) कम हो जाती है,जिसका अर्थ है कि एन्ट्रापी में परिवर्तन,$\Delta S_{\text{system}}$,ऋणात्मक होता है $(\Delta S < 0)$।
अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि ऊष्मा निकलती है,इसलिए एन्थैल्पी में परिवर्तन,$\Delta H$,ऋणात्मक होता है $(\Delta H < 0)$।
अतः,दिए गए सभी मान शून्य से कम हैं।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ (जहाँ $n > 1$) है।
कम दबाव पर,घातांक $\frac{1}{n} \approx 1$ होता है,इसलिए $\frac{x}{m} \propto p^1$ होता है।
उच्च दबाव पर,घातांक $\frac{1}{n} \approx 0$ होता है,इसलिए $\frac{x}{m} \propto p^0$ होता है।
मध्यवर्ती दबाव सीमा में,$\frac{x}{m} \propto p^{1/n}$ संबंध होता है।
चूंकि ये सभी संबंध दबाव की विभिन्न सीमाओं के लिए सही हैं,इसलिए विकल्प $D$ सही उत्तर है।

(B) $1$. भौतिक अधिशोषण कमजोर वान डर वाल्स बलों के कारण होता है और यह उत्क्रमणीय होता है।
$2$. रासायनिक अधिशोषण में मजबूत रासायनिक बंध होते हैं और यह अनुत्क्रमणीय होता है।
$3$. भौतिक अधिशोषण बहु-परतीय होता है,जबकि रासायनिक अधिशोषण एक-आण्विक (एकल परत) होता है।
$4$. रासायनिक अधिशोषण के लिए अधिशोषण की एन्थैल्पी $(80-240 \ kJ \ mol^{-1})$ भौतिक अधिशोषण $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ की तुलना में बहुत अधिक होती है।
$5$. अतः,यह कथन कि रासायनिक अधिशोषण बहु-आण्विक परतें बनाता है,गलत है।

(A) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जिसमें गैस के अणु ठोस की सतह पर फंस जाते हैं।
गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ के अनुसार,
स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए $\Delta G$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
अधिशोषण के दौरान,गैस के अणुओं की गति की स्वतंत्रता कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी आती है $(\Delta S < 0)$।
चूंकि $-T\Delta S$ धनात्मक हो जाता है,इसलिए $\Delta G$ को ऋणात्मक रखने के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $(\Delta H)$ का ऋणात्मक (ऊष्माक्षेपी) होना आवश्यक है।

(D) ठोस सतह (अधिशोषक) पर गैस के अधिशोषण की मात्रा कई कारकों से प्रभावित होती है:
$1$. गैस की प्रकृति: आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसें (जैसे $NH_3$,$HCl$,$CO_2$) स्थायी गैसों (जैसे $H_2$,$O_2$,$N_2$) की तुलना में अधिक आसानी से अधिशोषित होती हैं।
$2$. गैस का दबाव: फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,दबाव बढ़ने के साथ अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ बढ़ती है।
$3$. प्रणाली का तापमान: अधिशोषण सामान्यतः एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है; इसलिए,ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान बढ़ने पर अधिशोषण की मात्रा घटती है।
अतः,दिए गए सभी कारक अधिशोषण की मात्रा को प्रभावित करते हैं।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$ (जहाँ $n > 1$ है)।
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर: $\log(\frac{x}{m}) = \log(k) + \frac{1}{n} \log(p)$।
यह समीकरण एक सीधी रेखा $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ $y = \log(\frac{x}{m})$,$x = \log(p)$,ढाल $m = \frac{1}{n}$ और अंतःखंड $c = \log(k)$ है।
अतः,$\log(\frac{x}{m})$ बनाम $\log(p)$ का आरेख एक सीधी रेखा देता है।

(A) रासायनिक अधिशोषण में,अधिशोष्य के अणु अधिशोषक की सतह से मजबूत रासायनिक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
चूंकि ये बंध विशिष्ट होते हैं और सतह के परमाणुओं के साथ सीधी परस्पर क्रिया की आवश्यकता होती है,इसलिए रासायनिक अधिशोषण केवल एक परत (एक-आण्विक परत) के निर्माण तक ही सीमित होता है।
अतः,सही उत्तर $1$ है।

(C) रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) में,अधिशोष्य के अणु अधिशोषक की सतह से मजबूत रासायनिक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
चूंकि ये बंध विशिष्ट होते हैं और सतह के साथ सीधे संपर्क की आवश्यकता होती है,इसलिए अधिशोषण अणुओं की केवल एक परत तक ही सीमित रहता है।
अतः,रासायनिक अधिशोषण हमेशा एकल-आणविक $(unimolecular)$ होता है।