Adsorption and Adsorption isotherm Questions in Hindi

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = kP^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $x$ अधिशोष्य का द्रव्यमान है,$m$ अधिशोषक का द्रव्यमान है,$P$ दाब है,और $k$ तथा $n$ स्थिरांक हैं।
दोनों पक्षों का लघुगणक (logarithm) लेने पर: $\log(\frac{x}{m}) = \log k + \frac{1}{n} \log P$ प्राप्त होता है।
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 आलेख खींचने पर एक सीधी रेखा प्राप्त होती है।

(C) रासायनिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है जिसके लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
शुरुआत में,जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,अधिशोषण की दर बढ़ती है क्योंकि अधिक अणु सतह के साथ रासायनिक बंधन बनाने के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा प्राप्त कर लेते हैं।
हालाँकि,जैसे-जैसे तापमान बढ़ता रहता है,प्रक्रिया की ऊष्माक्षेपी प्रकृति के कारण संतुलन विशोषण (desorption) की ओर स्थानांतरित हो जाता है,जिससे अधिशोषित गैस की मात्रा $(x/m)$ कम हो जाती है।
इसलिए,रासायनिक अधिशोषण के लिए $x/m$ बनाम $T$ का ग्राफ शुरुआत में वृद्धि और उसके बाद गिरावट दिखाता है,जिसके परिणामस्वरूप एक शिखर (peak) प्राप्त होता है।

(B) कॉलम क्रोमैटोग्राफी में,जो यौगिक स्थिर प्रावस्था (stationary phase) पर अधिक मजबूती से अधिशोषित होता है,वह कॉलम से धीरे चलता है।
यह दिया गया है कि $I$ का अधिशोषण $II$ से अधिक है $(I > II)$,इसलिए यौगिक $I$,यौगिक $II$ की तुलना में अधिक मजबूती से अधिशोषित होता है।
अतः,यौगिक $I$ धीरे चलता है और कम दूरी तय करता है,जबकि यौगिक $II$ तेजी से चलता है और अधिक दूरी तय करता है।
$R_f$ मान पदार्थ द्वारा तय की गई दूरी और विलायक द्वारा तय की गई दूरी का अनुपात है।
चूंकि यौगिक $II$ अधिक दूरी तय करता है,इसलिए इसका $R_f$ मान $I$ से अधिक होता है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,संबंध इस प्रकार है:
$\frac{x}{m} = kP^{\frac{1}{n}}$
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर:
$\log_{10} \frac{x}{m} = \log_{10} (kP^{\frac{1}{n}})$
$\log_{10} \frac{x}{m} = \frac{1}{n} \log_{10} P + \log_{10} k$
यह समीकरण $y = mx + c$ के रैखिक रूप का पालन करता है,जहाँ $y = \log \frac{x}{m}$,$x = \log P$,ढाल $m = \frac{1}{n}$ और अंतःखंड $c = \log k$ है।
अतः,आलेख की ढाल $\frac{1}{n}$ है।

(D) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डर वाल्स बलों द्वारा अभिलक्षित होता है।
यह एक उत्क्रमणीय प्रक्रिया है जो कम तापमान और उच्च दबाव पर अनुकूल होती है।
यह अधिशोषक के सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
रासायनिक अधिशोषण के विपरीत,भौतिक अधिशोषण प्रकृति में बहु-स्तरीय होता है।
इसलिए,यह कथन कि 'एक-स्तरीय अधिशोषण होता है' गलत है,क्योंकि यह रासायनिक अधिशोषण का गुण है।

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार:
$\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log P$
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,ढाल $\frac{1}{n}$ है।
दिया गया है कि ढाल $0.5$ है,इसलिए $\frac{1}{n} = 0.5 = \frac{1}{2}$ है।
इस मान को अधिशोषण समीकरण $\frac{x}{m} = k \cdot P^{1/n}$ में रखने पर,हमें प्राप्त होता है:
$\frac{x}{m} = k \cdot P^{1/2}$
इसका अर्थ है कि अधिशोषण दबाव के वर्गमूल $(P^{1/2})$ के समानुपाती है।

(D) दी गई विशेषताएं बताती हैं कि यह भौतिक अधिशोषण (physisorption) है।
भौतिक अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों,उत्क्रमणीयता और बहु-आणविक परतों के निर्माण द्वारा पहचाना जाता है।
यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है जो आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटती है।
अधिशोषण की एन्थैल्पी कम $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ होती है।
चूंकि इसमें कमजोर बल शामिल होते हैं और कोई रासायनिक बंधन नहीं बनता है,इसलिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा बहुत कम होती है।

(C) अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है जहाँ किसी पदार्थ के अणु ठोस या द्रव की सतह पर जमा हो जाते हैं।
अधिशोषण के दौरान,सतह पर मौजूद अवशिष्ट बल आने वाले अणुओं द्वारा संतुष्ट हो जाते हैं,जिससे सतह की ऊर्जा में कमी आती है।
इसलिए,यह कथन कि अवशिष्ट बल बढ़ते हैं,गलत है।
अधिशोषण के लिए,$\Delta H < 0$ (ऊष्माक्षेपी),$\Delta S < 0$ (यादृच्छिकता में कमी),और $\Delta G < 0$ (स्वतः प्रवर्तित प्रक्रिया) होता है।

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण है: $x/m = k \cdot p^{1/n}$
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर: $\log(x/m) = \log k + (1/n) \log p$
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 आलेखन करने पर एक सीधी रेखा प्राप्त होती है।

(C) अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है जिसमें ऊर्जा मुक्त होती है।
भौतिक अधिशोषण (physisorption) और रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) दोनों ऊष्माक्षेपी प्रक्रियाएं हैं क्योंकि इनमें बंधों का निर्माण होता है (भौतिक अधिशोषण में वांडर वाल्स बल और रासायनिक अधिशोषण में रासायनिक बंध),जिससे निकाय की एन्थैल्पी में कमी आती है $(\Delta H < 0)$।

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = kP^{1/n}$।
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर: $\log(\frac{x}{m}) = \log k + \frac{1}{n} \log P$।
यह एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ ढाल (slope) $\frac{1}{n}$ है।
दिए गए प्लॉट से,ढाल की गणना: $\text{Slope} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$ है।
अतः,$\frac{1}{n} = \frac{1}{2}$।
इस मान को मूल समीकरण में रखने पर,हमें प्राप्त होता है: $\frac{x}{m} \propto P^{1/2}$।

(A) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की सीमा उसके द्रवीकरण (liquefaction) की सुगमता से सीधे संबंधित होती है।
उच्च क्रांतिक ताप वाली गैसें आसानी से द्रवित हो जाती हैं।
इसलिए,गैस का क्रांतिक ताप जितना कम होगा,उसका अधिशोषण उतना ही कम होगा।
दिए गए मानों की तुलना करने पर,$H_2$ $(33 \ K)$ का क्रांतिक ताप सभी गैसों में सबसे कम है।
अतः,$H_2$ सबसे कम अधिशोषित होने वाली गैस है।

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = k P^{1/n}$
दोनों तरफ लॉग लेने पर: $\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log P$
यह समीकरण $y = mx + c$ के रूप की एक सीधी रेखा को दर्शाता है,जहाँ ढाल (slope) $\frac{1}{n}$ है।
दिए गए ग्राफ से,ढाल = $\frac{2}{3}$ है।
इसलिए,$\frac{1}{n} = \frac{2}{3}$।
इस मान को मूल समीकरण में रखने पर: $\frac{x}{m} = k P^{2/3}$।
अतः,$\frac{x}{m}$,$p^{2/3}$ के समानुपाती है।

(A) सर्फेक्टेंट के मोल की गणना: $n = \frac{M \times V \, (mL)}{1000} = \frac{10^{-3} \times 10}{1000} = 10^{-8} \, mol$.
अणुओं की संख्या: $N = n \times N_A = 10^{-8} \times 6 \times 10^{23} = 6 \times 10^{15} \, \text{$\text{अणु}$}$.
एक अणु द्वारा कवर किया गया क्षेत्रफल $(a^2)$: $a^2 = \frac{0.24 \, cm^2}{6 \times 10^{15}} = 4 \times 10^{-20} \, cm^2$.
भुजा की लंबाई $(a)$: $a = \sqrt{4 \times 10^{-20}} = 2 \times 10^{-10} \, cm = 2 \times 10^{-12} \, m = 2 \, pm$.

(A) फ्रेंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
दिए गए समीकरण $\frac{x}{m} = k p^{0.5}$ के अनुसार,अधिशोषण की मात्रा $\frac{x}{m}$ दबाव $p$ के वर्गमूल के सीधे आनुपातिक है।
इसलिए,दबाव $p$ में वृद्धि से अधिशोषण की मात्रा में वृद्धि होती है।
भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि यह ऊष्मा छोड़ती है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए,तापमान $T$ में कमी अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेती है,जिससे अधिशोषण की मात्रा बढ़ जाती है।
इस प्रकार,$p$ में वृद्धि और $T$ में कमी के साथ अधिशोषण बढ़ता है।

(C) $R_f$ (रिटेंशन फैक्टर) मान को विलेय द्वारा तय की गई दूरी और विलायक द्वारा तय की गई दूरी के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
चूंकि विलेय विलायक से आगे नहीं बढ़ सकता है,इसलिए $R_f$ का मान हमेशा $\le 1$ होता है।
उच्च $R_f$ मान यह दर्शाता है कि पदार्थ का मोबाइल फेज के प्रति आकर्षण अधिक है और स्थिर अवस्था (stationary phase) के प्रति आकर्षण कम है (अर्थात कम अधिशोषण)।
इसलिए,"उच्च $R_f$ मान का अर्थ उच्च अधिशोषण है" कथन गलत है।

(D) भौतिक अधिशोषण का सीधा संबंध गैस के द्रवीकरण की सुगमता से होता है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसों का क्रांतिक तापमान अधिक होता है और उनमें आकर्षण के मजबूत वान डर वाल्स बल होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$H_2O$ का क्रांतिक तापमान सबसे अधिक है और हाइड्रोजन बंधन के कारण यह सबसे आसानी से द्रवीभूत हो सकती है।
इसलिए,$H_2O$ की भौतिक अधिशोषण की एन्थैल्पी अधिकतम है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,संबंध $x/m = K P^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,$x/m$ दाब $P$ पर अधिशोषक के प्रति इकाई द्रव्यमान में अधिशोषित गैस की मात्रा है।
$K$ और $n$ स्थिरांक हैं जो गैस और अधिशोषक की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।
$1/n$ का मान $0$ और $1$ के बीच होता है (अर्थात $0 \le 1/n \le 1$),जहाँ $n > 1$ है।
कम दाब पर,$1/n = 1$,इसलिए $x/m \propto P^1$ होता है।
उच्च दाब पर,$1/n = 0$,इसलिए $x/m \propto P^0$ होता है (दाब से स्वतंत्र)।
अतः,सामान्य व्यंजक $x/m = K P^{1/n}$ है जहाँ $0 \le 1/n \le 1$।

(C) भौतिक अधिशोषण (physisorption) प्रकृति में विशिष्ट नहीं होता है क्योंकि यह अधिशोषक और अधिशोष्य के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण उत्पन्न होता है। यह किसी भी गैस और ठोस के बीच हो सकता है। रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) अत्यधिक विशिष्ट होता है क्योंकि इसमें रासायनिक बंधों का निर्माण शामिल होता है। इसलिए,विकल्प $C$ में दिया गया कथन गलत है।

(C) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण है: $\frac{x}{m} = k \times p^{\frac{1}{n}}$.
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर: $\log(\frac{x}{m}) = \log(k) + \frac{1}{n} \log(p)$.
यह समीकरण $y = mx + c$ के रूप में एक सीधी रेखा को दर्शाता है,जहाँ ढाल $\frac{1}{n}$ है।
यदि ढाल शून्य है,तो $\frac{1}{n} = 0$.
इस मान को मूल समीकरण में रखने पर: $\frac{x}{m} = k \times p^0 = k$.
अतः,$\frac{x}{m}$ स्थिर रहता है और $p$ पर निर्भर नहीं करता है,इसलिए अधिशोषण की मात्रा गैस के दाब से स्वतंत्र है।

(B) भौतिक अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
अधिशोषण के दौरान,गैस के अणु अधिशोषक की सतह पर फंस जाते हैं,जिससे यादृच्छिकता (randomness) में कमी आती है,इसलिए $\Delta S$ ऋणात्मक होता है $(\Delta S < 0)$।
अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि ऊष्मा निकलती है,इसलिए एन्थैल्पी परिवर्तन,$\Delta H$,ऋणात्मक होता है $(\Delta H < 0)$।
अतः,सही कथन $\Delta G = -ve$ है।

(C) भौतिक अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण एक बहुपरतीय प्रक्रिया है,इसलिए कथन $A$ सही है।
रासायनिक अधिशोषण में मजबूत रासायनिक बंधों का निर्माण होता है,जो इसे अनुत्क्रमणीय बनाता है,इसलिए कथन $B$ सही है।
भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है; इसलिए,तापमान बढ़ने के साथ यह घटता है। कथन $C$ गलत है क्योंकि यह तापमान के साथ नहीं बढ़ता है।
लैंगमुइर अधिशोषण समतापी का उपयोग मुख्य रूप से रासायनिक अधिशोषण की व्याख्या करने के लिए किया जाता है,इसलिए कथन $D$ सही है।
अतः,गलत कथन $C$ है।

(A) फेन प्लवन विधि का उपयोग सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,सल्फाइड अयस्क के कण तेल (फेन कारक) द्वारा अधिमानतः भीग जाते हैं,जबकि गैंग के कण पानी द्वारा भीगते हैं।
यह चयनात्मक गीलापन अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित है,जहाँ संग्राहक (जैसे पाइन का तेल या ज़ैंथेट्स) सल्फाइड अयस्क के कणों की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जिससे वे जल-विकर्षी (hydrophobic) बन जाते हैं और हवा के बुलबुलों के साथ जुड़कर फेन के रूप में सतह पर आ जाते हैं।

(A) सक्रियकृत चारकोल जैसे ठोस अधिशोषक पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसें (जिनका क्रांतिक तापमान अधिक होता है) अधिक मजबूती से अधिशोषित होती हैं।
दिए गए विकल्पों में,$CO_2$ का क्रांतिक तापमान $(304.1 \ K)$ $CH_4$ $(190.6 \ K)$,$N_2$ $(126.2 \ K)$ और $H_2$ $(33.2 \ K)$ की तुलना में सबसे अधिक है।
इसलिए,$CO_2$ अधिकतम सीमा तक अधिशोषित होती है।

(C) दिया गया लैंगमुइर अधिशोषण समतापी समीकरण: $\frac{x}{m} = \frac{ap}{1 + bp}$.
दोनों पक्षों का व्युत्क्रम लेने पर: $\frac{m}{x} = \frac{1 + bp}{ap}$.
इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: $\frac{m}{x} = \frac{1}{ap} + \frac{bp}{ap} = \left( \frac{1}{a} \right) \left( \frac{1}{p} \right) + \frac{b}{a}$.
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \frac{m}{x}$ और $x = \frac{1}{p}$:
ढाल $(m)$ $\frac{1}{a}$ है और अंतःखंड $(c)$ $\frac{b}{a}$ है।

(A) भौतिक अधिशोषण (physisorption) को अधिशोषक की सतह पर बहु-आणविक परतों के निर्माण द्वारा पहचाना जाता है।
जैसे-जैसे गैस का दबाव $(P)$ बढ़ता है,अधिशोषण की सीमा $(x/m)$ बढ़ती है।
कम दबाव पर,अधिशोषण दबाव के समानुपाती होता है।
जैसे-जैसे दबाव और बढ़ता है,अधिशोषण के बढ़ने की दर कम हो जाती है,जिससे एक विशिष्ट वक्र प्राप्त होता है जो संतृप्त दबाव $(P_s)$ पर एक सीमित मान तक पहुंच जाता है।
यह व्यवहार फ्रेंडलिच अधिशोषण समतापी द्वारा वर्णित है,जो एक चिकना,निरंतर वक्र दिखाता है जो $P_s$ के करीब पहुंचने पर स्थिर हो जाता है,जो सतह के स्थानों की संतृप्ति को दर्शाता है।
विकल्प $A$ भौतिक अधिशोषण के इस मानक व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है।

(B) एसिटिक अम्ल के प्रारंभिक मोल $= 0.6 \ M \times 0.1 \ L = 0.06 \ mol$.
एसिटिक अम्ल के अंतिम मोल $= 0.5 \ M \times 0.1 \ L = 0.05 \ mol$.
अधिशोषित मोल $= 0.06 - 0.05 = 0.01 \ mol$.
अधिशोषित एसिटिक अम्ल का द्रव्यमान $= 0.01 \ mol \times 60 \ g/mol = 0.6 \ g$.
उपयोग किए गए कार्बन का द्रव्यमान $= 2 \ g$.
प्रति ग्राम कार्बन पर अधिशोषित मात्रा $= \frac{0.6 \ g}{2 \ g} = 0.3 \ g/g$.

(B) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए तापमान बढ़ने पर अधिशोषण की मात्रा घटती है। इसलिए,यह कथन कि तापमान बढ़ने पर यह बढ़ता है,गलत है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी को समीकरण $\frac{x}{m} = kP^{1/n}$ द्वारा व्यक्त किया जाता है,जो स्थिर तापमान पर अधिशोष्य की मात्रा और दबाव के बीच संबंध को दर्शाता है।
लैंगमुइर अधिशोषण समतापी को समीकरण $\frac{x}{m} = \frac{bP}{1+aP}$ द्वारा व्यक्त किया जाता है,जो स्थिर तापमान पर अधिशोष्य की मात्रा और दबाव के बीच संबंध को दर्शाता है।
अधिशोषण समतापी स्थिर $T$ पर $\frac{x}{m}$ बनाम $P$ का आलेख है,और अधिशोषण समदाबी स्थिर $P$ पर $\frac{x}{m}$ बनाम $T$ का आलेख है।
अधिशोषण आइसोस्टियर स्थिर $\frac{x}{m}$ पर $P$ बनाम $T$ का आलेख है।
संबंध $\frac{x}{m} = P \times T$ किसी भी मानक अधिशोषण समतापी,समदाबी या आइसोस्टियर का प्रतिनिधित्व नहीं करता है,क्योंकि इसमें $P$ या $T$ में से कोई भी स्थिर नहीं रहता है।
अतः,विकल्प $D$ अधिशोषण प्रक्रिया से संबंधित नहीं है।

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण है: $\frac{x}{m} = K \cdot P^{\frac{1}{n}}$
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर: $\log \left( \frac{x}{m} \right) = \log K + \frac{1}{n} \log P$
इस समीकरण की तुलना सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से करने पर,जहाँ $y = \log \left( \frac{x}{m} \right)$,$x = \log P$,$m = \frac{1}{n}$,और $c = \log K$ है।
अतः,आलेख का ढाल $\frac{1}{n}$ के बराबर है।

(C) रासायनिक अधिशोषण (केमिसॉर्प्शन) में,अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच एक रासायनिक बंध बनता है।
$1$. अधिशोषण की एन्थैल्पी उच्च होती है,आमतौर पर $80-240 \ kJ \ mol^{-1}$ के बीच,न कि $20 \ kJ \ mol^{-1}$ से कम।
$2$. रासायनिक बंध बनते हैं,न कि वान डर वाल्स बल (जो भौतिक अधिशोषण की विशेषता है)।
$3$. चूंकि रासायनिक बंध बनते हैं,इसलिए यह प्रक्रिया विशिष्ट होती है और आमतौर पर एक आणविक परत का निर्माण करती है।
$4$. अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जिसमें सतह का क्षेत्रफल कम हो जाता है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी आती है $(\Delta S < 0)$।
अतः,सही कथन यह है कि एक आणविक परत बनती है।

(D) ठोस सतह पर गैसों के अधिशोषण की सीमा 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 सीमा तक अधिशोषित होती हैं।
उत्कृष्ट गैसों में,परमाणु आकार $He$ से $Xe$ तक बढ़ता है,जिससे वैन डर वाल्स बलों का परिमाण बढ़ जाता है।
इसलिए,$Xe$ का क्रांतिक तापमान सबसे अधिक होता है और यह सबसे आसानी से द्रवीभूत हो जाती है,जिसके परिणामस्वरूप इसका अधिशोषण अधिकतम होता है।

(B) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसे इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: अधिशोष्य + अधिशोषक $\rightleftharpoons$ अधिशोषण संकुल + ऊष्मा।
ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए तापमान में वृद्धि साम्यावस्था को पीछे की दिशा में स्थानांतरित कर देती है।
इसलिए,तापमान बढ़ने के साथ भौतिक अधिशोषण की मात्रा घट जाती है।

(B) साबुन के अणु सर्फेक्टेंट होते हैं,जिनमें एक लंबी हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखला और एक हाइड्रोफिलिक ध्रुवीय सिर होता है।
जब साबुन को पानी में मिलाया जाता है,तो ये अणु सतह पर जमा हो जाते हैं,जिससे हाइड्रोफोबिक पूंछ पानी से दूर रहती है।
यह व्यवस्था सतह पर पानी के अणुओं के बीच के ससंजक बलों को बाधित करती है,जिससे पानी का पृष्ठ तनाव कम हो जाता है।
पृष्ठ तनाव में यह कमी साबुन को सफाई एजेंट के रूप में कार्य करने में मदद करती है,क्योंकि यह पानी को कपड़ों में प्रवेश करने और गंदगी को हटाने में सक्षम बनाती है।

(C) ठोस अधिशोषक (जैसे चारकोल) पर गैस के अधिशोषण की मात्रा उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ के सीधे समानुपाती होती है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च क्रांतिक तापमान वाली गैसें आसानी से द्रवीभूत हो जाती हैं और उनमें वांडर वाल्स आकर्षण बल अधिक मजबूत होते हैं,जिससे अधिक अधिशोषण होता है।
दिए गए क्रांतिक तापमानों की तुलना करने पर:
$A = 304 \ K$
$B = 630 \ K$
$C = 200 \ K$
$D = 540 \ K$
चूंकि गैस $C$ का क्रांतिक तापमान सबसे कम $(200 \ K)$ है,इसलिए यह चारकोल की एक निश्चित मात्रा पर सबसे कम अधिशोषण दर्शाएगी।

(D) अधिशोषण एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है जिसमें गैस के अणु ठोस सतह पर फंस जाते हैं,जिससे यादृच्छिकता (randomness) में कमी आती है,इसलिए $\Delta S < 0$ है।
चूंकि यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए ऊष्मा निकलती है,अतः $\Delta H < 0$ है।
स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ ऋणात्मक होना चाहिए।
चूंकि $\Delta S$ ऋणात्मक है,इसलिए $-T\Delta S$ धनात्मक हो जाता है।
अतः,$(A)$,$(B)$ और $(C)$ तीनों सही हैं।

(A) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोषक की सतह पर बहु-आणविक परतों के निर्माण द्वारा अभिलक्षित होता है।
इसलिए,यह कथन कि यह आमतौर पर एक-आणविक परत वाला होता है,गलत है।

(C) $1$. भौतिक अधिशोषण (physisorption) कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण बहुपरतीय होता है।
$2$. रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) अनुत्क्रमणीय होता है क्योंकि इसमें मजबूत रासायनिक बंधों का निर्माण होता है।
$3$. भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है; इसलिए,तापमान बढ़ाने पर यह घटता है। यह पहले नहीं बढ़ता है।
$4$. लैंगमुइर अधिशोषण समतापी का उपयोग मुख्य रूप से रासायनिक अधिशोषण की व्याख्या करने के लिए किया जाता है,जिसमें सतह पर एक एकल परत (monolayer) बनती है।

(B) क्रोमैटोग्राफी में,स्थिर प्रावस्था (stationary phase) अधिशोषक के रूप में कार्य करती है। कॉलम क्रोमैटोग्राफी में उपयोग किए जाने वाले सामान्य अधिशोषकों में एल्यूमिना $(Al_2O_3)$ और सिलिका जेल $(SiO_2 \cdot xH_2O)$ शामिल हैं। इसलिए,दिए गए विकल्पों में से एल्यूमिना सही उत्तर है।

(C) ग्राफ $I$ दिखाता है कि स्थिर दबाव पर तापमान बढ़ने के साथ अधिशोषित मात्रा कम हो जाती है,जो भौतिक अधिशोषण की विशेषता है।
ग्राफ $II$ दिखाता है कि तापमान बढ़ने के साथ अधिशोषित मात्रा बढ़ जाती है,जो रासायनिक अधिशोषण की विशेषता है (क्योंकि इसके लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है)।
ग्राफ $III$ विभिन्न तापमानों पर अधिशोषण समतापी को दर्शाता है,जहाँ तापमान बढ़ने पर अधिशोषण कम हो जाता है $(200 \ K > 250 \ K)$,जो भौतिक अधिशोषण की विशेषता है।
इसलिए,$I$ भौतिक अधिशोषण है,$II$ रासायनिक अधिशोषण है,और $III$ भौतिक अधिशोषण है।
अतः,विकल्प $C$ सही है।

(D) ध्रुवण के लिए सही क्रम $Xe > Kr > Ar > Ne$ है।
जैसे-जैसे समूह में नीचे जाने पर उत्कृष्ट गैस परमाणु का आकार बढ़ता है,संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा कम मजबूती से बंधे होते हैं,जिससे इलेक्ट्रॉन बादल अधिक आसानी से ध्रुवित हो सकते हैं।
इसलिए,ध्रुवण क्षमता $He < Ne < Ar < Kr < Xe$ के अनुसार बढ़ती है।
विकल्प $A$,$B$ और $C$ गलत हैं क्योंकि उत्कृष्ट गैसों के लिए अधिशोषण प्रवृत्ति,क्रांतिक तापमान और क्वथनांक सभी परमाणु आकार बढ़ने के साथ बढ़ते हैं $(He < Ne < Ar < Kr < Xe)$.

(B) रसायनशोषण में अधिशोष्य (adsorbate) और अधिशोषक (adsorbent) के बीच मजबूत रासायनिक बंधों का निर्माण होता है,जो इसे एक अत्यधिक विशिष्ट प्रक्रिया बनाता है।
यह प्रकृति में सामान्यतः अनुत्क्रमणीय (irreversible) होता है क्योंकि बने हुए रासायनिक बंध मजबूत होते हैं।
यह आमतौर पर सतह पर एक-आणविक (mono-molecular) परत बनाता है।
चूंकि इसमें रासायनिक बंध का निर्माण शामिल है,यह आमतौर पर ऊष्माक्षेपी होता है,जिसका अर्थ है कि अधिशोषण की ऊष्मा ऋणात्मक होती है।
इसलिए,यह कथन कि यह उत्क्रमणीय है,रसायनशोषण पर लागू नहीं होता है।

(D) गैस मास्क का उपयोग जहरीली गैसों से सुरक्षा के लिए किया जाता है। वुड चारकोल सक्रिय कार्बन का एक रूप है जिसमें बड़ा पृष्ठीय क्षेत्रफल और छिद्रयुक्त संरचना होती है। इस कारण से,यह एक अधिशोषक के रूप में कार्य करता है और हवा से जहरीली गैसों को प्रभावी ढंग से अधिशोषित कर लेता है,जिससे सांस लेना सुरक्षित हो जाता है।

(C) $Van \ der \ Waals$ अधिशोषण (भौतिक अधिशोषण) एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। $Le \ Chatelier$ के सिद्धांत के अनुसार,कम तापमान ऊष्माक्षेपी प्रक्रियाओं के लिए अनुकूल होता है। इसके अलावा,भौतिक अधिशोषण में सतह पर गैस के अणुओं का संचय होता है,जिसे उच्च दबाव द्वारा बढ़ावा मिलता है। इसलिए,कम तापमान और उच्च दबाव $Van \ der \ Waals$ अधिशोषण के लिए अनुकूल स्थितियां हैं।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $(x/m) = k \cdot p^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n > 1$ है।
कम दबाव पर,$1/n$ का मान लगभग $1$ होता है,इसलिए $(x/m) \propto p^1$।
उच्च दबाव पर,$1/n$ का मान $0$ के करीब पहुंच जाता है,इसलिए $(x/m) \propto p^0$ (दबाव से स्वतंत्र)।
मध्यम दबाव पर,$(x/m) \propto p^{1/n}$।
अतः,दबाव की विभिन्न श्रेणियों में यह संबंध सही है।

(C) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डर वाल्स बलों के कारण होता है।
यह प्रकृति में विशिष्ट नहीं है क्योंकि कोई भी गैस किसी भी ठोस पर कुछ हद तक अधिशोषित हो सकती है।
यह प्रकृति में उत्क्रमणीय है और इसमें अधिशोषण की कम एन्थैल्पी शामिल होती है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $x/m = k \cdot p^{1/n}$ (जहाँ $n > 1$ है)।
दोनों पक्षों का लघुगणक (log) लेने पर: $\log(x/m) = \log(k) + (1/n) \log(p)$ 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 एक सीधी रेखा देता है।

(C) भौतिक अधिशोषण,जिसे $Physisorption$ भी कहा जाता है,तब होता है जब अधिशोष्य के अणु अधिशोषक की सतह पर कमजोर अंतर-आणविक बलों द्वारा जुड़े होते हैं,जिन्हें $Van \ der \ Waals$ बल कहा जाता है। ये बल प्रकृति में गैर-विशिष्ट और उत्क्रमणीय होते हैं।