Adsorption and Adsorption isotherm Questions in Hindi

(D) $A.$ गलत। जल वाष्प निर्जलीय कैल्शियम क्लोराइड द्वारा अवशोषित होते हैं,अधिशोषित नहीं।
$B.$ सही। अधिशोषण एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है और अधिशोषण के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र कम होने के कारण पृष्ठीय ऊर्जा में कमी आती है।
$C.$ गलत। जैसे-जैसे अधिशोषण आगे बढ़ता है,सतह भरती जाती है और प्रति इकाई अधिशोषण पर मुक्त होने वाली ऊष्मा कम होती जाती है,इसलिए $\Delta H$ कम से कम ऋणात्मक होती जाती है।
$D.$ सही। अधिशोषण गैस के अणुओं की गति को सीमित करता है,जिससे निकाय की एन्ट्रॉपी में कमी आती है।
अतः,$2$ कथन ($A$ और $C$) गलत हैं।

(A) मंदन गुणांक $(R_f)$ पदार्थ द्वारा तय की गई दूरी और बेसलाइन से विलायक (solvent) द्वारा तय की गई दूरी का अनुपात है।
दिए गए क्रोमैटोग्राम के अनुसार:
यौगिक '$A$' द्वारा तय की गई दूरी = $3.5 \ cm$.
प्लेट की कुल लंबाई = $6 \ cm$.
ऊपर से विलायक का अग्र भाग (solvent front) = $0.5 \ cm$.
नीचे से बेसलाइन की दूरी = $0.5 \ cm$.
अतः,बेसलाइन से विलायक द्वारा तय की गई दूरी = $6 \ cm - 0.5 \ cm - 0.5 \ cm = 5.0 \ cm$.
$R_f = \frac{\text{पदार्थ द्वारा तय की गई दूरी}}{\text{विलायक द्वारा तय की गई दूरी}} = \frac{3.5 \ cm}{5.0 \ cm} = 0.7$.
इस प्रकार,$R_f = 7 \times 10^{-1}$.
विकल्पों को देखते हुए,यदि यौगिक '$A$' की दूरी $3.0 \ cm$ मानी जाए,तो $R_f = 0.6 = 6 \times 10^{-1}$ प्राप्त होता है। अतः विकल्प $A$ सही है।

(C) सिलिका जेल आसपास के वातावरण से नमी को हटाने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक प्रसिद्ध अधिशोषक है।
महंगे वैज्ञानिक उपकरणों में,इसे हवा से जल वाष्प को सोखने के लिए वॉच-ग्लास या अर्धपारगम्य थैलियों में रखा जाता है।
नमी को सोखकर,यह धातु के हिस्सों के क्षरण को रोकता है और संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नमी के कारण खराब होने से बचाता है।
इसलिए,अभिकथन $(A)$ और कारण $(R)$ दोनों सही हैं,और $(R)$,$(A)$ की सही व्याख्या है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण: $\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log P$ है।
इसे सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से तुलना करने पर,ढाल $\frac{1}{n} = \tan 45^{\circ} = 1$ और अंतःखंड $c = \log k = 0.6020$ प्राप्त होता है।
चूंकि $\log 2 = 0.3010$,इसलिए $2 \times \log 2 = 0.6020$,जिसका अर्थ है $\log 2^2 = \log 4 = 0.6020$। अतः,$k = 4$।
इन मानों को समीकरण में रखने पर: $\frac{x}{m} = 4 \times (0.4)^1 = 1.6$।
$1.6$ को $......... \times 10^{-1}$ के रूप में लिखने पर,$1.6 = 16 \times 10^{-1}$ प्राप्त होता है।
अतः,निकटतम पूर्णांक $16$ है।

(A) . भौतिक अधिशोषण में दुर्बल वाण्डर वाल्स बल होते हैं और इसकी अधिशोषण एन्थैल्पी कम $(20-40 \, kJ \, mol^{-1})$ होती है।
$B$. रासायनिक अधिशोषण में मजबूत रासायनिक बंध होते हैं और यह आमतौर पर एकल-परतीय होता है।
$C$. अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \xrightarrow{Fe(s)} 2NH_{3(g)}$ विषमांगी उत्प्रेरण का एक उदाहरण है,जहाँ उत्प्रेरक $(Fe)$ ठोस अवस्था में है और अभिकारक गैसीय अवस्था में हैं।
$D$. वर्णलेखन (Chromatography) अधिशोषण के सिद्धांत पर आधारित एक सामान्य विश्लेषणात्मक अनुप्रयोग है।
अतः,सही मिलान है: $A-II, B-I, C-IV, D-III$.

(A) अभिकथन $A$ सही है: सक्रिय चारकोल पर गैसों के अधिशोषण की सीमा वैन डेर वाल्स आकर्षण बलों के परिमाण में वृद्धि के साथ बढ़ती है। चूंकि दिए गए उत्कृष्ट गैसों में $Kr$ का परमाणु आकार सबसे बड़ा है,इसलिए इसमें सबसे मजबूत वैन डेर वाल्स बल होते हैं,जिससे अधिकतम अधिशोषण होता है।
कारण $R$ गलत है: क्रांतिक तापमान $T_c$ द्रवीकरण और अधिशोषण की सुगमता निर्धारित करने वाला प्राथमिक कारक है। हालांकि $V_c$ और $P_c$ के मान भिन्न होते हैं,$Z_c$ के संबंध में कथन गलत है क्योंकि वैन डेर वाल्स समीकरण का पालन करने वाली सभी वास्तविक गैसों के लिए,क्रांतिक बिंदु पर संपीड्यता गुणांक $Z_c = \frac{P_c V_c}{R T_c}$ का मान $\frac{3}{8} = 0.375$ स्थिर होता है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण: $\frac{x}{m} = K \cdot P^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर: $\log(\frac{x}{m}) = \log K + \frac{1}{n} \log P$.
इसकी तुलना एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से करने पर,जहाँ $y = \log(\frac{x}{m})$,$x = \log P$,ढाल $m = \frac{1}{n}$,और अंतःखंड $c = \log K$ है।
दिए गए समीकरण $y = 0.3x + 0.7033$ से:
ढाल $(m)$ = $\frac{1}{n} = 0.3$.
अंतःखंड $(c)$ = $\log K = 0.7033$.
अतः,$\frac{1}{n}$ और $\log K$ के मान क्रमशः $0.3$ और $0.7033$ हैं।

(B) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी (exothermic) प्रक्रिया है। ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,स्थिर दबाव पर तापमान बढ़ाने से अधिशोषण की मात्रा $(\frac{x}{m})$ कम हो जाती है।
दिए गए ग्राफ से,किसी भी स्थिर दबाव $p$ पर,अधिशोषण की मात्रा का क्रम है: $(x/m)_{T_1} > (x/m)_{T_2} > (x/m)_{T_3}$।
चूंकि तापमान बढ़ने के साथ अधिशोषण घटता है,इसलिए तापमान का सही क्रम $T_3 > T_2 > T_1$ होगा।

(D) रसोशोषण की दर आरेनियस समीकरण का पालन करती है: $k = Ae^{-\frac{E_a}{RT}}$.
माना $k_1$ प्लेटिनम पर दर है और $k_2$ निकेल पर दर है।
$\frac{k_2}{k_1} = e^{\frac{(E_a)_1 - (E_a)_2}{RT}}$.
$10$ के आधार पर लघुगणक लेने पर:
$\log_{10} \left( \frac{k_2}{k_1} \right) = \frac{(E_a)_1 - (E_a)_2}{2.303 RT}$.
मान रखने पर:
$\log_{10} \left( \frac{k_2}{k_1} \right) = \frac{30000 - 41400}{2.3 \times 8.3 \times 300} \approx -1.99$.
अतः,निकटतम पूर्णांक $2$ है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी समीकरण $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$ द्वारा दिया जाता है।
ग्राफ $(A)$ $\frac{x}{m}$ बनाम $p$ का आलेख है,जो फ्रुंडलिच समतापी का एक विशिष्ट वक्र है।
दोनों तरफ लघुगणक लेने पर,हमें $\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log p$ प्राप्त होता है। यह $y = mx + c$ के रूप का एक रैखिक समीकरण है,जहाँ ढाल $\frac{1}{n}$ है और अंतःखंड $\log k$ है। ग्राफ $(B)$ इस रैखिक संबंध को दर्शाता है।
ग्राफ $(D)$ $\frac{x}{m}$ बनाम $p^{1/n}$ का आलेख है,जो समीकरण $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$ से प्राप्त एक रैखिक संबंध है।
ग्राफ $(C)$ फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का मानक निरूपण नहीं है।
अतः,ग्राफ $(A), (B)$ और $(D)$ फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी को दर्शाते हैं।

(D) ठोस अधिशोषक (जैसे चारकोल) पर गैस के अधिशोषण की मात्रा उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ के सीधे समानुपाती होती है।
उच्च क्रांतिक तापमान का अर्थ है कि गैस आसानी से द्रवीभूत हो जाती है और उसमें वैन डर वाल्स आकर्षण बल अधिक मजबूत होते हैं।
दिए गए क्रांतिक तापमान हैं:
$A = 5.3 \ K$
$B = 33.2 \ K$
$C = 126.0 \ K$
$D = 154.3 \ K$
अतः,अधिशोषण का सही क्रम $D > C > B > A$ है।

(B) $Chromatography$ (क्रोमैटोग्राफी) में उपयोग किया जाने वाला मूल सिद्धांत $Adsorption$ (अधिशोषण) है। इस तकनीक में,मिश्रण के विभिन्न घटक स्थिर प्रावस्था (stationary phase) पर अलग-अलग मात्रा में अधिशोषित होते हैं।

(C) अधिशोषण क्रोमैटोग्राफी में,स्थिर प्रावस्था (stationary phase) एक अधिशोषक पदार्थ से बनी होती है।
सिलिका जेल $(SiO_2 \cdot xH_2O)$ सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला ध्रुवीय अधिशोषक है।
एल्यूमिना $(Al_2O_3)$ भी अधिशोषण क्रोमैटोग्राफी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक ध्रुवीय अधिशोषक है।
सिलिका जेल और एल्यूमिना दोनों ही कार्बनिक यौगिकों को उनकी ध्रुवीयता के आधार पर अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मानक पदार्थ हैं।
इसलिए,$A$ और $B$ दोनों सही हैं।

(B) अधिशोषण हमेशा ऊष्माक्षेपी होता है क्योंकि इसमें सतह के बलों के संतुष्ट होने पर ऊर्जा मुक्त होती है।
$(B)$ भौतिक अधिशोषण प्रतिवर्ती और कमजोर होता है,लेकिन उच्च तापमान पर यह रासायनिक बंधन बनाने के लिए पर्याप्त सक्रियण ऊर्जा प्रदान कर सकता है,जिससे यह रासायनिक अधिशोषण में बदल जाता है।
$(C)$ यह कथन गलत है। तापमान बढ़ने के साथ भौतिक अधिशोषण घटता है। रासायनिक अधिशोषण शुरू में तापमान के साथ बढ़ता है (सक्रियण ऊर्जा के कारण) और फिर बहुत उच्च तापमान पर घटता है।
$(D)$ रासायनिक अधिशोषण में रासायनिक बंधन का निर्माण होता है,जो भौतिक अधिशोषण के कमजोर वैन डेर वाल्स बलों की तुलना में अधिक ऊर्जा मुक्त करता है। यह धीमा होता है क्योंकि इसके लिए महत्वपूर्ण सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(B) भौतिक अधिशोषण में,स्थिर दबाव पर तापमान बढ़ाने से अधिशोषण घटता है। अतः,ग्राफ $I$ भौतिक अधिशोषण को दर्शाता है।
रासायनिक अधिशोषण में,सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता के कारण तापमान बढ़ाने से अधिशोषण शुरू में बढ़ता है। अतः,ग्राफ $II$ रासायनिक अधिशोषण को दर्शाता है।
ग्राफ $III$ दिखाता है कि स्थिर दबाव पर,तापमान $200 \ K$ से $250 \ K$ तक बढ़ने पर अधिशोषण की मात्रा कम हो जाती है,जो भौतिक अधिशोषण की विशेषता है।
ग्राफ $IV$ अधिशोषण की उच्च एन्थैल्पी $(\Delta H_{ads} = 150 \ kJ \ mol^{-1})$ और सक्रियण ऊर्जा $(E_{ads})$ को दर्शाता है,जो रासायनिक अधिशोषण की विशेषता है।
अतः,सही कथन हैं:
$I$ भौतिक अधिशोषण है और $II$ रासायनिक अधिशोषण है (कथन $A$ सही है)।
$IV$ रासायनिक अधिशोषण है और $II$ रासायनिक अधिशोषण है (कथन $C$ सही है)।
इसलिए,सही विकल्प $(B)$ है।

(B) सक्रिय चारकोल पर मेथिलीन ब्लू का अधिशोषण एक भौतिक अधिशोषण (physisorption) प्रक्रिया है।
भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि यह एन्थैल्पी में कमी के साथ होती है $(\Delta H < 0)$.

(A) * धातु की सतह पर $O_{2}$ का अधिशोषण रासायनिक बंध निर्माण से जुड़ा है,इसलिए यह रासायनिक अधिशोषण है,भौतिक अधिशोषण नहीं।
* अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,इसलिए ऊष्मा मुक्त होती है।
* धातु से $O_{2}$ में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के दौरान,इलेक्ट्रॉन $O_{2}$ के एंटीबॉन्डिंग $\pi_{2p}^{*}$ कक्षक में प्रवेश करता है।
* जैसे-जैसे एंटीबॉन्डिंग कक्षक की ऑक्यूपेंसी बढ़ती है,$O_{2}$ का बंध क्रम घट जाता है,जिससे $O_{2}$ की बंध लंबाई बढ़ जाती है।

(D) . रसोशोषण में रासायनिक बंधों का निर्माण होता है,जिसके परिणामस्वरूप एक आणविक परत बनती है। यह सही है।
$B$. भौतिक अधिशोषण की एन्थैल्पी कम होती है,आमतौर पर $20$ से $40 \ kJ \ mol^{-1}$ की सीमा में,$100$ से $140 \ kJ \ mol^{-1}$ नहीं। यह गलत है।
$C$. रसोशोषण आमतौर पर एक ऊष्माक्षेपी (exothermic) प्रक्रिया है क्योंकि रासायनिक बंध बनने से ऊर्जा मुक्त होती है। यह गलत है।
$D$. भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है $( \Delta H < 0 )$। ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान कम करने से अभिक्रिया अग्र दिशा में जाती है,इसलिए यह भौतिक अधिशोषण को बढ़ावा देती है। यह सही है।
अतः,सही विकल्प $A$ और $D$ हैं।

(C) एसिटिक एसिड के प्रारंभिक मिलीमोल $= 100 \ mL \times 0.5 \ M = 50 \ mmol$.
$NaOH$ द्वारा उदासीन किए गए अधिशोषित न हुए एसिटिक एसिड के मिलीमोल $= 40 \ mL \times 1 \ M = 40 \ mmol$.
$1 \ g$ चारकोल पर अधिशोषित एसिटिक एसिड के मिलीमोल $= 50 - 40 = 10 \ mmol = 10 \times 10^{-3} \ mol$.
अधिशोषित एसिटिक एसिड के अणुओं की संख्या $= 10 \times 10^{-3} \ mol \times 6.0 \times 10^{23} \ mol^{-1} = 6.0 \times 10^{21} \ {\text{अणु}}$.
एक अणु द्वारा घेरा गया सतह क्षेत्र $= \frac{\text{कुल सतह क्षेत्र}}{\text{अणुओं की संख्या}} = \frac{1.5 \times 10^2 \ m^2}{6.0 \times 10^{21}} = 0.25 \times 10^{-19} \ m^2 = 2500 \times 10^{-23} \ m^2$.
इसकी तुलना $P \times 10^{-23} \ m^2$ से करने पर,हमें $P = 2500$ प्राप्त होता है।

(C) कथन $I$ सत्य है: सिलिका जेल और एल्यूमिना का उपयोग आमतौर पर अधिशोषण क्रोमैटोग्राफी में स्थिर प्रावस्था (adsorbent) के रूप में किया जाता है।
कथन $II$ सत्य है: पेपर क्रोमैटोग्राफी विभाजन क्रोमैटोग्राफी का एक रूप है जहाँ स्थिर प्रावस्था फिल्टर पेपर के छिद्रों में मौजूद पानी होता है।
अतः,दोनों कथन सही हैं।

(D) जब टंगस्टन $(W)$ धातु ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ के संपर्क में आती है,तो यह सतह पर अधिशोषण और उसके बाद ऑक्सीकरण के माध्यम से टंगस्टन ट्राइऑक्साइड $(WO_3)$ बनाती है।

(D) गैस क्रोमैटोग्राफी में,वाहक गैस (carrier gas) एक अक्रिय गैस है जिसका उपयोग नमूने को कॉलम के माध्यम से ले जाने के लिए किया जाता है।
सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली वाहक गैसों में हीलियम $(He)$,नाइट्रोजन $(N_2)$,हाइड्रोजन $(H_2)$ और आर्गन $(Ar)$ शामिल हैं।
हीलियम और नाइट्रोजन सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली गैसें हैं,और जब कैपिलरी कॉलम का उपयोग किया जाता है तो हीलियम का उपयोग वांछनीय होता है।

(B) ठोस पर गैस के अधिशोषण की सीमा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है,जो सीधे उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ से संबंधित है।
आसानी से द्रवीभूत होने वाली गैसों का क्रांतिक तापमान अधिक होता है और वे अधिक सीमा तक अधिशोषित होती हैं।
दी गई गैसों के क्रांतिक तापमान $(T_c)$ इस प्रकार हैं:
$Cl_2$: $417 \ K$
$O_2$: $154 \ K$
$N_2$: $126 \ K$
$H_2$: $33 \ K$
चूंकि $Cl_2$ का क्रांतिक तापमान सबसे अधिक है,इसलिए यह सबसे अधिक सीमा तक अधिशोषित होती है।

(A) सोर्प्शन एक ऐसी घटना है जिसमें अधिशोषण (adsorption) और अवशोषण (absorption) दोनों एक साथ होते हैं।
$1$. जब चारकोल को मेथिलीन ब्लू के घोल में मिलाया जाता है,तो डाई के अणु चारकोल की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जबकि विलायक के अणु चारकोल के थोक (bulk) में अवशोषित हो जाते हैं। यह सोर्प्शन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
$2$. चाक को स्याही में डुबोने पर सतह पर अधिशोषण और चाक की छिद्रपूर्ण संरचना में अवशोषण दोनों होते हैं,जो भी सोर्प्शन का उदाहरण है।
$3$. प्लैटिनम पर हाइड्रोजन और निकल पर ऑक्सीजन मुख्य रूप से अधिशोषण के उदाहरण हैं।
चूंकि $A$ और $B$ दोनों सोर्प्शन दर्शाते हैं,पाठ्यपुस्तकों के संदर्भ में चारकोल और मेथिलीन ब्लू का उदाहरण सबसे अधिक उद्धृत किया जाता है।

(B) ठोस अधिशोषक पर गैस 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 उनमें वांडर वाल्स आकर्षण बल मजबूत होते हैं,जिससे अधिक अधिशोषण होता है।
दी गई गैसों का क्रांतिक तापमान $(T_c)$ इस प्रकार है:
$SO_2$ $(430 \ K)$ > $O_2$ $(154 \ K)$ > $N_2$ $(126 \ K)$ > $H_2$ $(33 \ K)$।
चूंकि $SO_2$ का क्रांतिक तापमान सबसे अधिक है,इसलिए यह सबसे आसानी से द्रवीभूत होती है और सबसे अधिक सीमा तक अधिशोषित होती है।

(A) ग्राफ विभिन्न तापमानों पर दबाव $(p)$ के साथ अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ में परिवर्तन को दर्शाता है।
भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए,तापमान बढ़ने पर अधिशोषण की मात्रा कम हो जाती है।
इसलिए,गैस की अधिकतम मात्रा सबसे कम तापमान पर अधिशोषित होती है।
दिए गए ग्राफ से,सबसे कम तापमान $195 \ K$ है।

(D) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है। जो गैसें आसानी से द्रवित हो जाती हैं,उनका क्रांतिक तापमान $(T_c)$ अधिक होता है और वे मजबूत वान डर वाल्स बलों के कारण अधिक मजबूती से अधिशोषित होती हैं।
दी गई गैसों में,$H_2$ का क्रांतिक तापमान $(T_c \approx 33 \ K)$ सबसे कम है,जबकि $Cl_2$,$NH_3$ और $SO_2$ का क्रांतिक तापमान काफी अधिक है।
चूंकि $H_2$ को द्रवित करना सबसे कठिन है,इसलिए यह ठोस सतह पर सबसे कम अधिशोषित होती है।

(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।
$2$. अधिशोषण की एन्थैल्पी उच्च होती है,आमतौर पर $40-200 \ kJ/mol$ की सीमा में।
$3$. यह एक अनुत्क्रमणीय प्रक्रिया है।
$4$. केमिसॉर्प्शन के परिणामस्वरूप एक एक-आणविक (unimolecular) परत का निर्माण होता है,न कि बहु-आणविक (multimolecular) परत का।
अतः,बहु-आणविक परत का निर्माण भौतिक अधिशोषण (physisorption) का लक्षण है,केमिसॉर्प्शन का नहीं।

(D) अवशोषण एक स्थूल (bulk) घटना है जिसमें पदार्थ पूरे पदार्थ के आयतन में समान रूप से वितरित होता है। अधिशोषण (adsorption) के विपरीत,यह एक सतही घटना नहीं है और इसलिए यह अवशोषक के सतह के क्षेत्रफल पर निर्भर नहीं करता है।

(D) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा पहचाना जाता है।
यह प्रकृति में गैर-विशिष्ट है।
रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) में मजबूत रासायनिक बंधन शामिल होते हैं और यह अत्यधिक विशिष्ट होता है।
टंगस्टन पर $O_2$,निकल पर $H_2$ और लोहे पर $N_2$ रासायनिक बंधन निर्माण (रासायनिक अधिशोषण) को दर्शाते हैं।
चारकोल पर गैसों का अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण भौतिक अधिशोषण का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।

(C) अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जहाँ $\Delta H < 0$ होता है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि करने से विपरीत प्रक्रिया (विशोषण) को बढ़ावा मिलता है।
इसलिए,अधिशोषण की मात्रा प्रक्रिया के तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

(B) अधिशोषण एक सतही घटना है जो ठोस या द्रव की सतह पर असंतुलित बलों के कारण होती है।
अधिशोषण की प्रक्रिया के दौरान,सतह पर अवशिष्ट बल कम हो जाते हैं,जिससे अधिशोषक की सतह की ऊर्जा में कमी आती है।
इसलिए,यह कथन कि सतह की ऊर्जा बढ़ती है,$FALSE$ (असत्य) है।
अधिशोषण सामान्यतः एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है और यह वान डर वाल्स बलों या रासायनिक बंधों के कारण हो सकती है।

(A) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
उच्च क्रांतिक तापमान वाली गैसें आसानी से द्रवित हो जाती हैं और इसलिए अधिक अधिशोषण दर्शाती हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$Cl_2$ का क्रांतिक तापमान $(417 \ K)$ सबसे अधिक है,इसलिए यह $N_2$,$O_2$ और $H_2$ की तुलना में सबसे आसानी से अधिशोषित होती है।

(C) सोर्प्शन एक ऐसी घटना है जिसमें अधिशोषण (adsorption) और अवशोषण (absorption) दोनों एक साथ होते हैं।
जब चॉक को स्याही में डुबोया जाता है,तो स्याही के कण चॉक की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जबकि विलायक (पानी) चॉक के भीतर अवशोषित हो जाता है।
इसलिए,यह प्रक्रिया अधिशोषण और अवशोषण दोनों का प्रतिनिधित्व करती है,जिसे सोर्प्शन कहा जाता है।

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी वक्र के अनुसार,कम दाब पर अधिशोषण की मात्रा $(x/m)$ दाब $(P)$ के बढ़ने के साथ बढ़ती है।
जैसे-जैसे दाब और बढ़ता है,अधिशोषक की सतह संतृप्त हो जाती है और अधिशोषण की दर तब तक घटती है जब तक कि यह दाब से स्वतंत्र न हो जाए (संतृप्ति दाब)।
अतः,अधिशोषण की मात्रा शुरुआत में बढ़ती है और फिर उच्च दाब पर स्थिर हो जाती है।

(A) अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है जहाँ अणुओं की सांद्रता ठोस या द्रव के स्थूल (bulk) की तुलना में सतह पर अधिक होती है।
अधिशोषण के दौरान,सतह के अवशिष्ट बलों में कमी आती है,जिससे सतह की ऊर्जा कम हो जाती है।
सतह की ऊर्जा में यह कमी ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है,जिससे अधिशोषण एक $ \text{exothermic} $ (ऊष्माक्षेपी) प्रक्रिया बन जाती है।

(C) भौतिक अधिशोषण $(Physisorption)$:
$-$ यह दुर्बल वान डर वाल्स $(van \text{ } der \text{ } Waals)$ बलों के कारण उत्पन्न होता है।
$-$ यह प्रकृति में विशिष्ट नहीं है।
$-$ यह प्रकृति में उत्क्रमणीय है।
$-$ कम तापमान अधिशोषण के लिए अनुकूल होता है। तापमान बढ़ने पर यह घटता है।

(D) रासायनिक अधिशोषण में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच रासायनिक बंधों का निर्माण होता है।
- अधिशोषण की ऊष्मा उच्च होती है,आमतौर पर $80-240 \ kJ \ mol^{-1}$ की सीमा में।
- यह एक-आणविक (unimolecular) होता है,क्योंकि रासायनिक बंध विशिष्ट होते हैं।
- इसमें रासायनिक बल शामिल होते हैं,$Van \ der \ Waals$ बल नहीं।
- यह उच्च तापमान पर अनुकूल होता है क्योंकि रासायनिक बंध बनाने के लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(A) अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि इसमें ऊष्मा का उत्सर्जन होता है।
अधिशोषण एक पृष्ठीय परिघटना है,स्थूल परिघटना नहीं।
अधिशोषण तापमान और अधिशोषक के पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।
यह अधिशोषक के पृष्ठीय क्षेत्रफल में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी,अधिशोषक के प्रति इकाई द्रव्यमान पर अधिशोषित गैस की मात्रा और स्थिर तापमान पर गैस के दबाव के बीच एक अनुभवजन्य संबंध है।
इसे समीकरण $x/m = k p^{1/n}$ द्वारा व्यक्त किया जाता है,जहाँ $x$ अधिशोषित गैस का द्रव्यमान है,$m$ अधिशोषक का द्रव्यमान है,$p$ संतुलन दबाव है,और $k$ तथा $n$ स्थिरांक हैं जो एक विशेष तापमान पर अधिशोषक और गैस की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।
अधिशोषण प्रक्रिया के लिए,$n$ का मान आमतौर पर $1$ से अधिक होता है,जिसका अर्थ है कि $1/n$ का मान $0$ और $1$ के बीच होता है।

(A) Freundlich अधिशोषण समतापी समीकरण के अनुसार: $\log \frac{x}{m} = \log K + \frac{1}{n} \log C$.
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \log \frac{x}{m}$,$x = \log C$,और $c = \log K$.
सीधी रेखा की ढाल $\frac{1}{n}$ है.

(B) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = k P^{\frac{1}{n}}$।
दोनों तरफ लघुगणक (logarithm) लेने पर: $\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log P$।
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से तुलना करने पर,जहाँ $y = \log \frac{x}{m}$,$x = \log P$,ढाल (slope) $m = \frac{1}{n}$ और अंतःखंड (intercept) $c = \log k$ है।
अतः,$y$-अक्ष पर अंतःखंड $\log k$ है।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी,ठोस अधिशोषक के प्रति इकाई द्रव्यमान पर अधिशोषित गैस की मात्रा $(x/m)$ और गैस के साम्य दाब $(P)$ के बीच एक अनुभवजन्य संबंध है।
इसका गणितीय व्यंजक है: $x/m = k P^{1/n}$,जहाँ $k$ और $n$ स्थिरांक हैं जो एक निश्चित तापमान पर अधिशोषक और गैस की प्रकृति पर निर्भर करते हैं $(n > 1)$.

(A) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है:
$x/m = k p^{1/n}$
जहाँ:
$x$ अधिशोषक के $m$ द्रव्यमान पर अधिशोषित अधिशोष्य का द्रव्यमान है।
$p$ साम्य दाब है।
$k$ और $n$ स्थिरांक हैं जो एक निश्चित तापमान पर अधिशोषक और अधिशोष्य की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।
नोट: फ्रुंडलिच समतापी एक अनुभवजन्य संबंध है और यह बहुत उच्च दाब पर लागू नहीं होता है।

(C) जब $AgNO_3$ को $NaI$ के आधिक्य में मिलाया जाता है,तो $AgI$ अवक्षेप बनता है।
अधिमान्य अधिशोषण सिद्धांत के अनुसार,परिक्षेपण माध्यम में आधिक्य में उपस्थित उभयनिष्ठ आयन कोलाइडल कणों की सतह पर अधिशोषित हो जाता है।
यहाँ,$I^-$ आयन आधिक्य में हैं,इसलिए वे $AgI$ सतह पर अधिशोषित होकर ऋणावेशित सोल बनाते हैं: $[AgI]I^- / Na^+$।

(D) फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है:
$\frac{x}{m} = k p^{\frac{1}{n}}$
दोनों तरफ लघुगणक (log) लेने पर:
$\log \frac{x}{m} = \log k + \frac{1}{n} \log p$
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \log \frac{x}{m}$,$x = \log p$,$m$ (ढाल) $= \frac{1}{n}$,और $c$ (अंतःखंड) $= \log k$ है।
अतः,ढाल $\frac{1}{n}$ है और अंतःखंड $\log k$ है।

(C) कच्ची चीनी के विरंजन की प्रक्रिया में,$\text{Animal charcoal}$ एक $\text{adsorbent}$ (अधिशोषक) के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह अशुद्धियों के लिए सतह प्रदान करता है।
चीनी के घोल में मौजूद $\text{colouring substances}$ (अशुद्धियाँ) $\text{adsorbate}$ (अधिशोष्य) हैं क्योंकि वे चारकोल की सतह पर जमा हो जाते हैं।
इस घटना को $\text{adsorption}$ (अधिशोषण) के रूप में जाना जाता है।
इसलिए,सही सेट है: $\text{Adsorbent} = \text{Animal charcoal}$,$\text{Adsorbate} = \text{Colouring substance}$,$\text{Process} = \text{Adsorption}$.

(A) अधिशोषण एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है,इसलिए $\Delta G < 0$ होता है।
यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है कि ऊष्मा निकलती है,इसलिए $\Delta H < 0$ होता है।
जैसे-जैसे गैस के अणु ठोस सतह पर अधिशोषित होते हैं,उनकी गतिशीलता कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी आती है,इसलिए $\Delta S < 0$ होता है।
गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ के अनुसार,कम तापमान पर ऋणात्मक $\Delta H$ पद प्रभावी रहता है,जो $\Delta G < 0$ सुनिश्चित करता है।

(A) भौतिक अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि से अधिशोषण की मात्रा कम हो जाती है। इसलिए,उच्च तापमान भौतिक अधिशोषण के लिए प्रतिकूल स्थिति है।