Adsorption and Adsorption isotherm Questions in Hindi

(A) चारकोल द्वारा चीनी के घोल से रंगीन पदार्थ को हटाना $Adsorption$ (अधिशोषण) का एक उदाहरण है।
इस प्रक्रिया में,रंगीन अणु ठोस के थोक में अवशोषित होने के बजाय चारकोल कणों की सतह पर जमा हो जाते हैं।
इसलिए,यह एक सतही घटना है जिसे $Adsorption$ कहा जाता है।

(A) सक्रिय चारकोल एक अधिशोषक के रूप में कार्य करता है। जब इसे एसिटिक एसिड के घोल में मिलाया जाता है,तो एसिटिक एसिड के अणु चारकोल की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं। यह प्रक्रिया घोल में मौजूद एसिटिक एसिड की मात्रा को कम कर देती है,जिससे घोल की सांद्रता कम हो जाती है।

(B) प्रक्रिया की स्वतःस्फूर्तता गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$।
प्रक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए।
ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण के दौरान,गैस के अणु प्रतिबंधित हो जाते हैं,जिससे यादृच्छिकता (randomness) में कमी आती है,इसलिए $\Delta S < 0$ (ऋणात्मक)।
इसे समीकरण में रखने पर: $\Delta G = \Delta H - T(\text{ऋणात्मक}) = \Delta H + T \Delta S$।
$\Delta G$ को ऋणात्मक बनाने के लिए,$\Delta H$ को $T \Delta S$ के धनात्मक पद को दूर करने के लिए पर्याप्त ऋणात्मक होना चाहिए।
इसलिए,$\Delta H$ अत्यधिक ऋणात्मक होना चाहिए।

(A) अपघटन अभिक्रिया $PH_3 \xrightarrow{W} P + \frac{3}{2} H_2$ है।
लैंगमुइर अधिशोषण समतापी के अनुसार,सतह कवरेज का अंश $\theta$,$\theta = \frac{kP}{1 + kP}$ द्वारा दिया जाता है।
कम दबाव पर,$kP \ll 1$,इसलिए $\theta \approx kP$ होता है।
चूंकि अभिक्रिया की दर सतह कवरेज के समानुपाती होती है $(\text{Rate} \propto \theta)$,कम दबाव पर,दर $PH_3$ के आंशिक दबाव के समानुपाती हो जाती है $(\text{Rate} \propto P_{PH_3})$,जो प्रथम कोटि की अभिक्रिया को दर्शाता है।

(D) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जो ऊर्जा के निकलने और पदार्थ की एन्ट्रापी में कमी के साथ होती है।
एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए।
संबंध $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ द्वारा दिया जाता है।
चूंकि प्रक्रिया ऊष्माक्षेपी है,इसलिए एन्थैल्पी परिवर्तन,$\Delta H$,ऋणात्मक है।
जैसे-जैसे अणु सतह पर अधिशोषित होते हैं,उनकी यादृच्छिकता (randomness) कम हो जाती है,जिसका अर्थ है कि एन्ट्रापी परिवर्तन,$\Delta S$,भी ऋणात्मक होता है।

(A) फ्रायंडलिच अधिशोषण समतापी में,समीकरण $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,$n$ का मान हमेशा $1$ से अधिक होता है,अर्थात $n > 1$।
इसलिए,घातांक $1/n$ का मान सभी मामलों में $0$ और $1$ के बीच स्थित होता है।

(D) $x/m = p \times T$ अधिशोषण प्रक्रिया के लिए गलत संबंध है।
अधिशोषण को आमतौर पर फ्रुंडलिच या लैंगमुइर समतापी (isotherms) द्वारा वर्णित किया जाता है,जहाँ अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ स्थिर तापमान $(T)$ पर दबाव $(p)$ का एक फलन है,या स्थिर दबाव $(p)$ पर तापमान $(T)$ का एक फलन है।
स्थिर $x/m$ पर $p = f(T)$ का संबंध आइसोस्टर्स (isosteres) को दर्शाता है।
समीकरण $x/m = p \times T$ किसी भी मानक अधिशोषण समतापी या ऊष्मागतिक संबंध का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।

(A) लैंगमुइर अधिशोषण समतापी की मुख्य धारणाएँ इस प्रकार हैं:
$(i)$ ठोस की सतह समांगी (homogeneous) होती है,जिसका अर्थ है कि सभी अधिशोषण स्थल कणों को अधिशोषित करने की अपनी क्षमता में समान हैं।
$(ii)$ अधिशोषण एक आणविक परत (monolayer) के निर्माण तक सीमित है।
$(iii)$ अधिशोषित अणुओं के बीच कोई पार्श्व अंतःक्रिया नहीं होती है।
$(iv)$ अधिशोषण की ऊष्मा स्थिर रहती है और सतह कवरेज से स्वतंत्र होती है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,संबंध $x/m = K p^{1/n}$ है।
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर,$\log(x/m) = \log K + \frac{1}{n} \log p$ प्राप्त होता है।
इसकी तुलना एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से करने पर,जहाँ $y = \log(x/m)$,$x = \log p$,ढाल $m = 1/n$ और अंतःखंड $c = \log K$ है।
अतः,आलेख का ढाल $1/n$ है।

(A) लैंगम्यूर के अधिशोषण मॉडल के अनुसार,अधिशोषण की दर गैस के दबाव $(p)$ और सतह पर रिक्त स्थानों की संख्या के समानुपाती होती है।
सतह के दिए गए क्षेत्रफल पर टकराने वाली गैस का द्रव्यमान गैस के दबाव $(p)$ के सीधे समानुपाती होता है क्योंकि सतह के साथ अणुओं के टकराने की आवृत्ति दबाव के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।
इसलिए,सही कथन यह है कि सतह के दिए गए क्षेत्रफल पर टकराने वाली गैस का द्रव्यमान गैस के दबाव के समानुपाती होता है।

(C) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है क्योंकि अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डर वाल्स बलों के बनने से ऊर्जा मुक्त होती है।
इसलिए,अधिशोषण की एन्थैल्पी $(\Delta H_{adsorption})$ हमेशा ऋणात्मक होती है,जो आमतौर पर $-20 \text{ से } -40 \text{ kJ/mol}$ के बीच होती है।
विकल्प $C$ कहता है कि एन्थैल्पी धनात्मक है,जो गलत है।

(D) फ्रायंडलिच अधिशोषण समतापी को गणितीय रूप से $x/m = kP^{1/n}$ के रूप में दर्शाया जाता है,जहाँ $n > 1$ है।
कम दाब पर,$1/n \approx 1$,इसलिए $x/m \propto p^1$।
उच्च दाब पर,$1/n \approx 0$,इसलिए $x/m \propto p^0$।
मध्यम दाब पर,$x/m \propto p^{1/n}$।
अतः,दाब की विभिन्न सीमाओं के लिए दिए गए सभी संबंध सही हैं।

(C) $50 \, mL$ के $0.06 \, N$ घोल में एसिटिक एसिड की प्रारंभिक मात्रा:
$w_1 = \frac{0.06 \times 60 \times 50}{1000} = 0.18 \, g = 180 \, mg$.
अधिशोषण के बाद छने हुए घोल में एसिटिक एसिड की अंतिम मात्रा:
$w_2 = \frac{0.042 \times 60 \times 50}{1000} = 0.126 \, g = 126 \, mg$.
$3 \, g$ चारकोल द्वारा अधिशोषित एसिटिक एसिड की मात्रा:
$w_{ads} = 180 \, mg - 126 \, mg = 54 \, mg$.
प्रति ग्राम चारकोल अधिशोषित एसिटिक एसिड की मात्रा:
$\frac{54 \, mg}{3 \, g} = 18 \, mg/g$.

(A) फ्रायंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$।
दोनों तरफ लघुगणक (logarithm) लेने पर,हमें प्राप्त होता है: $\log\left(\frac{x}{m}\right) = \log k + \frac{1}{n} \log p$।
इसे रैखिक समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \log(x/m)$,$x = \log p$,ढाल $1/n$ है और अंतःखंड $\log k$ है।
अतः,केवल $1/n$ ढाल के रूप में दिखाई देता है।

(C) भौतिक अधिशोषण में कमजोर वान डर वाल्स बल शामिल होते हैं और इसके लिए उच्च सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है।
इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण में मजबूत रासायनिक बंधन शामिल होते हैं और आमतौर पर इसके लिए उच्च सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,यह कथन कि भौतिक अधिशोषण के लिए उच्च सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है,गलत है।

(A) $1$. भौतिक अधिशोषण ऊष्माक्षेपी है और तापमान बढ़ने पर घटता है। रासायनिक अधिशोषण सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण तापमान के साथ शुरू में बढ़ सकता है।
$2$. दबाव बढ़ने पर भौतिक और रासायनिक दोनों अधिशोषण बढ़ते हैं क्योंकि अधिक गैस के अणु सतह पर आते हैं।
$3$. भौतिक अधिशोषण उत्क्रमणीय है और बहुपरत बनाता है,जबकि रासायनिक अधिशोषण अनुत्क्रमणीय है और एकपरत बनाता है।
$4$. इसलिए,सही कथन यह है कि दबाव में वृद्धि के साथ दोनों बढ़ते हैं।

(A) भौतिक अधिशोषण (physisorption) के मामले में अधिशोषण बहुपरतीय होता है क्योंकि इसमें कमजोर वान डर वाल्स बल कार्य करते हैं।
इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) एकपरतीय (unilayer) होता है क्योंकि इसमें अधिशोष्य और अधिशोषक अणुओं के बीच मजबूत रासायनिक बंध का निर्माण होता है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,$\frac{x}{m} = K P^{1/n}$ है।
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर,$\log \left( \frac{x}{m} \right) = \log K + \frac{1}{n} \log P$ प्राप्त होता है।
$\log \left( \frac{x}{m} \right)$ बनाम $\log P$ का आलेख एक सीधी रेखा है जिसका ढाल $= \frac{1}{n}$ और अंतःखंड $= \log K$ है।
चूंकि रेखा $45^{\circ}$ के कोण पर झुकी है,इसलिए ढाल $\frac{1}{n} = \tan 45^{\circ} = 1$ है।
अतः,$n = 1$ है।
$P = 0.5 \ atm$ और $K = 10$ का मान समीकरण में रखने पर:
$\frac{x}{m} = 10 \times (0.5)^{1} = 5$ प्राप्त होता है।
अतः,प्रति ग्राम अधिशोषक पर अधिशोषित विलेय की मात्रा $5 \ g$ है।

(A) गैस मास्क में सक्रिय चारकोल होता है,जो एक अत्यधिक प्रभावी अधिशोषक के रूप में कार्य करता है।
वातावरण से जहरीली गैसें सक्रिय चारकोल की सतह पर अधिशोषित हो जाती हैं,जिससे हवा शुद्ध हो जाती है।
यह प्रक्रिया अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = K(P)^{1/n}$ है।
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर,$\log(\frac{x}{m}) = \log K + \frac{1}{n} \log P$ प्राप्त होता है।
इसे सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,ढाल $\frac{1}{n}$ है।
दिया गया है कि रेखा $45^{\circ}$ के कोण पर झुकी है,इसलिए ढाल $\tan 45^{\circ} = 1$ है।
अतः,$\frac{1}{n} = 1$,जिसका अर्थ है $n = 1$.
मान $K = 10$,$P = 0.5 \ atm$,और $n = 1$ को समीकरण में रखने पर:
$\frac{x}{m} = 10 \times (0.5)^{1} = 5$.
चूंकि $m = 1 \ g$ है,इसलिए अधिशोषित विलेय की मात्रा $x = 5 \ g$ होगी।

(C) केमिसॉर्प्शन (रासायनिक अधिशोषण) में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच मजबूत रासायनिक बंधों का निर्माण होता है।
$1$. यह प्रकृति में अत्यधिक विशिष्ट होता है।
$2$. यह सामान्यतः अनुत्क्रमणीय होता है।
$3$. अधिशोषण की एन्थैल्पी $(\Delta H)$ उच्च होती है,जो आमतौर पर $80-240 \, kJ/mol$ की सीमा में होती है,न कि $540 \, kJ/mol$।
$4$. भौतिक अधिशोषण (physisorption) की तरह,यह अधिशोषक की सतह का क्षेत्रफल बढ़ने के साथ बढ़ता है।
अतः,यह कथन कि $\Delta H$ का मान $540 \, kJ/mol$ के क्रम का होता है,गलत है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = k C^{1/n}$ है।
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर: $\log (\frac{x}{m}) = \log k + \frac{1}{n} \log C$ प्राप्त होता है।
यह $y = mx + c$ के रूप का एक रैखिक समीकरण है,जहाँ $y = \log (\frac{x}{m})$,$x = \log C$,ढाल $m = \frac{1}{n}$,और अंतःखंड $c = \log k$ है।
दिया गया आलेख $\log C$ अक्ष के समानांतर एक क्षैतिज रेखा है,जिसका अर्थ है कि रेखा की ढाल शून्य है।
अतः,$\frac{1}{n} = 0$।

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,$\log (\frac{x}{m}) = \log K + \frac{1}{n} \log P$ है।
दिए गए ग्राफ से,ढाल (slope) $\tan(45^{\circ}) = 1$ है,इसलिए $\frac{1}{n} = 1$ है।
y-अक्ष पर अंतःखंड $\log K = 0.3$ है। चूँकि $\log 2 \approx 0.301$ होता है,इसलिए $K = 2$ है।
इन मानों को फ्रुंडलिच समीकरण में रखने पर: $\frac{x}{m} = K \cdot P^{1/n} = 2 \cdot P^1$ प्राप्त होता है।
यहाँ $m = 50 \ gm$ और $P = 2 \ atm$ दिया गया है,इसलिए $\frac{x}{50} = 2 \cdot 2 = 4$ है।
अतः,$x = 50 \cdot 4 = 200 \ gm$।

(B) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है,इसलिए $\Delta G < 0$ होता है।
यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H < 0$ होता है।
चूंकि गैस के अणु ठोस सतह पर अधिशोषित होते हैं,उनकी गति की स्वतंत्रता कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी आती है,अर्थात $\Delta S_{\text{system}} < 0$ होता है।
एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए,कुल एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S_{\text{total}} = \Delta S_{\text{system}} + \Delta S_{\text{surrounding}} > 0$ होना चाहिए।
चूंकि $\Delta S_{\text{system}}$ ऋणात्मक है,इसलिए प्रक्रिया को स्वतःस्फूर्त बनाने के लिए $\Delta S_{\text{surrounding}}$ धनात्मक होना चाहिए और इसका मान $|\Delta S_{\text{system}}|$ से अधिक होना चाहिए। अतः,$\Delta S_{\text{surrounding}} > 0$ सही पैरामीटर है।

(A) फेन प्लवन विधि का उपयोग सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,अयस्क के कण तेल (फेन कारक) द्वारा अधिमानतः भीग जाते हैं,जबकि गैंग के कण पानी द्वारा भीग जाते हैं।
यह चयनात्मक गीलापन अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित है,जहाँ संग्राहक अणु (जैसे पाइन ऑयल या ज़ैंथेट्स) अयस्क के कणों की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जिससे वे हाइड्रोफोबिक हो जाते हैं और उन्हें हवा के बुलबुले से जुड़कर फेन के रूप में सतह पर आने की अनुमति मिलती है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण के अनुसार:
$\log \left( \frac{x}{m} \right) = \log k + \frac{1}{n} \log P$
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,ढाल (slope) $\frac{1}{n}$ है।
यह दिया गया है कि रेखा $45^o$ के कोण पर झुकी हुई है,इसलिए ढाल है:
$\frac{1}{n} = \tan 45^o = 1$
चूंकि $k = 10$ और $P = 0.5 \ atm$ दिया गया है,हम इन मानों को अधिशोषण समतापी समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं:
$\frac{x}{m} = k \times P^{1/n}$
$\frac{x}{m} = 10 \times (0.5)^1$
$\frac{x}{m} = 5$
चूंकि हम प्रति ग्राम अधिशोषक पर अधिशोषित विलेय की मात्रा $(m = 1 \ g)$ की गणना कर रहे हैं,इसलिए विलेय की मात्रा $x = 5 \ g$ होगी।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\log (x/m) = \log k + (1/n) \log P$ है।
इसे सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,ढाल $1/n = \tan 45^o = 1$ और अंतःखंड $\log k = 0.3010$ प्राप्त होता है।
$k$ की गणना करने पर,$k = \text{antilog}(0.3010) = 2$ प्राप्त होता है।
अधिशोषण समीकरण में मान रखने पर: $(x/m) = k \cdot P^{1/n} = 2 \times (0.3)^1 = 0.6$।

(B) गलत कथन है।
रासायनिक अधिशोषण (केमिसॉर्प्शन) आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ शुरू में बढ़ता है क्योंकि इसके लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है,और यह दबाव बढ़ने के साथ भी बढ़ता है।
भौतिक अधिशोषण (फिसिसॉर्प्शन) उत्क्रमणीय होता है,जबकि रासायनिक अधिशोषण आमतौर पर अनुत्क्रमणीय होता है।
रासायनिक अधिशोषण के लिए सक्रियण ऊर्जा भौतिक अधिशोषण की तुलना में काफी अधिक होती है।

(D) अधिशोषण एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है,इसलिए $\Delta G < 0$ है।
यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए $\Delta H < 0$ है।
चूंकि गैस के अणु ठोस सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,उनकी गति की स्वतंत्रता कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी आती है,इसलिए $\Delta S < 0$ है।
अतः,अधिशोषण प्रक्रिया के लिए दी गई कोई भी ऊष्मागतिक राशियाँ $(\Delta H, \Delta S, \Delta G)$ धनात्मक नहीं हैं।

(C) फ्रायंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = kP^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
दोनों पक्षों का लघुगणक (logarithm) लेने पर,हमें $\log(\frac{x}{m}) = \log k + \frac{1}{n} \log P$ प्राप्त होता है।
यह समीकरण $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ $y = \log(x/m)$,$x = \log P$,ढाल $m = 1/n$ और अंतःखंड $c = \log k$ है।
अतः,$\log(x/m)$ बनाम $\log P$ का आलेख खींचने पर एक सीधी रेखा प्राप्त होती है।

(B) अधिशोषण के दौरान,जैसे-जैसे प्रक्रिया आगे बढ़ती है,$\Delta H$ का ऋणात्मक मान घटता जाता है।
इसका कारण यह है कि सतह पर उपलब्ध सक्रिय अधिशोषण स्थलों की संख्या कम हो जाती है,जिससे सतह के भर जाने पर उत्सर्जित होने वाली ऊष्मा (ऊष्माक्षेपी प्रकृति) में कमी आती है।

(A) स्तंभ वर्णलेखन में,घटकों का पृथक्करण स्थिर प्रावस्था पर उनके विभेदक अधिशोषण पर निर्भर करता है।
जो घटक सबसे अधिक आसानी से अधिशोषित होते हैं,वे स्तंभ के शीर्ष के पास बने रहते हैं।
जो घटक कम मजबूती से अधिशोषित होते हैं,वे स्तंभ में नीचे विभिन्न दूरियों तक चले जाते हैं।

(B) ठोस सतह पर गैस का अधिशोषण गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करता है।
उच्च क्रांतिक तापमान $(T_c)$ वाली गैसों में अंतर-आणविक आकर्षण बल मजबूत होते हैं,जिससे उनका द्रवीकरण आसान हो जाता है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसें ठोस की सतह पर अधिक मात्रा में अधिशोषित होती हैं।
इसलिए,उच्च क्रांतिक तापमान $(T_c)$ वाली गैस अधिक मात्रा में अधिशोषित होगी।

(D) तापमान में वृद्धि के साथ भौतिक अधिशोषण कम हो जाता है क्योंकि तापमान बढ़ने से अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है और फलस्वरूप उनका विशोषण (desorption) हो जाता है।
चूंकि भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,यह कम तापमान पर अधिक आसानी से होती है और तापमान बढ़ने के साथ घटती है (Le-Chatelier का सिद्धांत)।
यदि अधिशोषण एक स्वतःप्रवर्तित घटना है,तो इसे ऊष्माक्षेपी होना चाहिए,कम से कम गैसीय अवस्था से अधिशोषण के लिए।
गैस चरण में एक अणु की एन्ट्रापी अधिशोषित अवस्था की तुलना में अधिक होगी,इसलिए $\Delta S$ ऋणात्मक होना चाहिए। $\Delta G$ को ऋणात्मक (स्वतःप्रवर्तित) होने का एकमात्र तरीका $\Delta H$ का ऋणात्मक (ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया) होना है।
इसलिए,यदि तापमान कम है तो प्रक्रिया स्वतःप्रवर्तित $(\Delta G < 0)$ होगी।

(C) भौतिक अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण होता है,इसलिए इसके लिए बहुत कम सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण में रासायनिक बंधों का निर्माण शामिल है,जिसके लिए महत्वपूर्ण मात्रा में सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए,यह कथन कि भौतिक अधिशोषण के लिए सक्रियण ऊर्जा उच्च होती है और रासायनिक अधिशोषण के लिए कम होती है,गलत है।

(B) फेन प्लवन प्रक्रिया अयस्क और गैंग के कणों के पानी और तेल के साथ भीगने के गुणों में अंतर पर आधारित है। सल्फाइड अयस्क के कण तेल द्वारा अधिमानतः भीगते हैं (हाइड्रोफोबिक),जबकि गैंग के कण पानी द्वारा भीगते हैं (हाइड्रोफिलिक)। यह चयनात्मक भीगना एक सतही घटना है जिसे अधिशोषण (adsorption) कहा जाता है।

(D) भौतिक अधिशोषण अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर $Vander \text{ } Waal's$ बलों द्वारा पहचाना जाता है।
इन कमजोर बलों के कारण,अधिशोषक की सतह पर अधिशोष्य अणुओं की कई परतें जमा हो सकती हैं,जिससे बहु-आणविक परतों का निर्माण होता है।
चूंकि $Vander \text{ } Waal's$ अधिशोषण,भौतिक अधिशोषण का ही दूसरा नाम है और $Freundlich$ अधिशोषण समतापी वक्र भौतिक अधिशोषण के व्यवहार का वर्णन करता है,इसलिए ये सभी शब्द एक ही घटना को संदर्भित करते हैं।
अतः,सही उत्तर $All \text{ } of \text{ } these$ है।

(D) ठोस द्वारा अधिशोषित गैस की मात्रा गैस की प्रकृति पर निर्भर करती है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसें,जिनका क्रांतिक तापमान अधिक होता है,आसानी से अधिशोषित हो जाती हैं क्योंकि उनमें मजबूत वैन डेर वाल्स बल होते हैं।
इन गैसों के क्रांतिक तापमान का क्रम $NH_3 > CO_2 > CH_4 > H_2$ है।
अतः,$288 \ K$ पर $1 \ g$ चारकोल द्वारा अधिशोषित गैसों के आयतन का क्रम $NH_3 > CO_2 > CH_4 > H_2$ है।

(B) एसिटिक एसिड के प्रारंभिक मोल: $(n_{CH_3COOH})_{\text{initial}} = 500 \ mL \times 0.5 \ M = 250 \ mmol = 0.25 \ mol$.
एसिटिक एसिड के अंतिम मोल: $(n_{CH_3COOH})_{\text{final}} = 500 \ mL \times 0.3 \ M = 150 \ mmol = 0.15 \ mol$.
चारकोल पर अधिशोषित मोल: $\Delta n = 0.25 \ mol - 0.15 \ mol = 0.1 \ mol$.
अधिशोषित अणुओं की संख्या: $N = \Delta n \times N_A = 0.1 \times 6 \times 10^{23} = 6 \times 10^{22} \text{ अणु}$.

(D) केमिसॉर्प्शन में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच रासायनिक बंध का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया के लिए बंध बनाने हेतु सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
प्रारंभ में,जैसे-जैसे तापमान $T$ बढ़ता है,अधिक गैस के अणु सक्रियण ऊर्जा अवरोध को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करते हैं,जिससे अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ बढ़ती है।
हालाँकि,उच्च तापमान पर,ऊष्मीय ऊर्जा बने हुए रासायनिक बंधों को तोड़ने के लिए पर्याप्त हो जाती है,जिससे विशोषण (desorption) होता है।
इसलिए,केमिसॉर्प्शन के लिए अधिशोषण आइसोबार तापमान $T$ बढ़ने के साथ $x/m$ में पहले वृद्धि और फिर कमी दर्शाता है।
यह विकल्प $D$ में दिखाए गए आलेख के अनुरूप है।

(B) अधिशोषण समदाबी (adsorption isobar) स्थिर दबाव पर अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ बनाम तापमान $(T)$ का एक प्लॉट है।
रसोशोषण के लिए,प्रक्रिया में रासायनिक बंधों का निर्माण शामिल है,जिसके लिए प्रारंभिक सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,सक्रियण ऊर्जा बाधा को पार करने के कारण अधिशोषण की दर शुरू में बढ़ती है।
हालाँकि,उच्च तापमान पर,रासायनिक बंधों के टूटने के कारण विशोषण (desorption) प्रक्रिया प्रभावी हो जाती है,जिससे अधिशोषण की मात्रा कम हो जाती है।
इस प्रकार,रसोशोषण के लिए $x/m$ बनाम $T$ का प्लॉट शुरू में वृद्धि और उसके बाद कमी दिखाता है,जो विकल्प $B$ में दिए गए ग्राफ के अनुरूप है।

(C) ग्राफ $(I)$ भौतिक अधिशोषण के लिए तापमान के साथ अधिशोषित गैस की मात्रा में परिवर्तन को दर्शाता है। भौतिक अधिशोषण में,तापमान बढ़ने पर अधिशोषण घटता है क्योंकि यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
ग्राफ $(II)$ रासायनिक अधिशोषण के लिए परिवर्तन को दर्शाता है। रासायनिक अधिशोषण शुरू में सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण तापमान के साथ बढ़ता है और फिर उच्च तापमान पर घट जाता है।
ग्राफ $(III)$ फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी को दर्शाता है,जहाँ अधिशोषित गैस की मात्रा दबाव के साथ बढ़ती है। भौतिक अधिशोषण के लिए,तापमान बढ़ने पर अधिशोषण घटता है। चूंकि समान दबाव पर $T_1$ के लिए वक्र $T_2$ के वक्र से नीचे है,इसका मतलब है कि $T_1 > T_2$।

(B) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की सीमा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसें अधिक आसानी से अधिशोषित होती हैं।
द्रवीकरण की सुगमता गैस के क्रांतिक तापमान $(T_c)$ से सीधे संबंधित है।
गैस का क्रांतिक तापमान जितना अधिक होगा,अंतर-आणविक आकर्षण बल उतने ही अधिक होंगे,और इस प्रकार,यह ठोस सतह पर अधिक आसानी से अधिशोषित होगी।
इसलिए,उच्चतम क्रांतिक तापमान वाली गैस अधिक सीमा तक अधिशोषित होगी।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ $x/m = kP^{1/n}$ द्वारा दी जाती है।
उच्च दाब पर,$1/n$ का मान $0$ के करीब पहुंच जाता है,जिससे $x/m$ स्थिर हो जाता है।
अतः,उच्च दाब पर भौतिक अधिशोषण की दर दाब से स्वतंत्र हो जाती है।

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

(D) $As_2S_3$ सॉल एक ऋणात्मक आवेशित सॉल है।
यह ऋणात्मक आवेश परिक्षेपण माध्यम से $As_2S_3$ कणों की सतह पर सामान्य आयनों,विशेष रूप से $S^{2-}$ आयनों के अधिमान्य अधिशोषण के कारण उत्पन्न होता है।

(B) किसी भी स्वतःस्फूर्त अधिशोषण प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$ \Delta G $,ऋणात्मक होना चाहिए $( \Delta G < 0 )$.
अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि ऊष्मा निकलती है,इसलिए एन्थैल्पी परिवर्तन,$ \Delta H $,ऋणात्मक होता है $( \Delta H < 0 )$.
चूंकि अधिशोषण पर गैस के अणु सतह पर सीमित हो जाते हैं,इसलिए निकाय की यादृच्छिकता (randomness) कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी परिवर्तन,$ \Delta S $,ऋणात्मक होता है $( \Delta S < 0 )$.

(B) अवशोषण एक स्थूल (bulk) घटना है जिसमें पदार्थ ठोस या द्रव के पूरे शरीर में समान रूप से वितरित होता है।
अधिशोषण एक सतही घटना है जिसमें कण स्थूल के बजाय केवल ठोस या द्रव की सतह पर जमा होते हैं।
इसलिए,अवशोषण एक स्थूल घटना है और अधिशोषण एक सतही घटना है।

(A) भौतिक अधिशोषण के मामले में अधिशोषण बहुस्तरीय होता है,क्योंकि इसमें कमजोर वान डर वाल्स बल कार्य करते हैं।
इसके विपरीत,रासायनिक अधिशोषण एकस्तरीय होता है क्योंकि इसमें अधिशोष्य और अधिशोषक अणुओं के बीच मजबूत रासायनिक बंध बनते हैं,जो अधिशोषण को एक परत तक सीमित कर देते हैं।

(B) रसायन अधिशोषण में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच रासायनिक बंधों का निर्माण होता है।
$1$. यह प्रकृति में अत्यधिक विशिष्ट होता है।
$2$. यह सामान्यतः अनुत्क्रमणीय होता है।
$3$. यह एक आणविक प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि यह एकपरतीय (monolayer) होता है,बहुपरतीय नहीं।
$4$. यह तापमान पर निर्भर करता है; सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण तापमान बढ़ने पर यह आमतौर पर शुरू में बढ़ता है।
इसलिए,'तापमान से स्वतंत्र' कथन रसायन अधिशोषण पर लागू नहीं होता है।