Colloids, Emulsion, Gel and Their properties with application Questions in Gujarati

(D) કલિલમય દ્રાવણોના શુદ્ધિકરણમાં કલિલ કણોમાંથી દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ (વિદ્યુતવિભાજ્યો) દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
$1$. ડાયાલિસિસ,વિધુત ડાયાલિસિસ અને અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન એ કલિલના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાતી પ્રમાણિત પદ્ધતિઓ છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ એ વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ કલિલ કણોની ગતિવિધિ દર્શાવતી ઘટના છે,જેનો ઉપયોગ કલિલ કણો પરનો વીજભાર નક્કી કરવા અથવા તેમના સ્કંદન માટે થાય છે,શુદ્ધિકરણ માટે નહીં.

(B) $AgNO_3$ અને $KI$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા: $AgNO_3 + KI \rightarrow AgI(s) + KNO_3$ છે.
ઋણભારિત $AgI$ સોલ માટે,વિક્ષેપન માધ્યમમાં $I^-$ આયનોનું પ્રમાણ વધુ હોવું જોઈએ,જે $AgI$ કણોની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.
આ ત્યારે થાય છે જ્યારે $KI$ વધુ પ્રમાણમાં હોય.
વિકલ્પ $B$ માં,$50 \ mL$ of $0.2 \ M \ KI$ એ $10 \ mmol$ $KI$ આપે છે,જ્યારે $50 \ mL$ of $0.1 \ M \ AgNO_3$ એ $5 \ mmol$ $AgNO_3$ આપે છે.
$KI$ વધુ પ્રમાણમાં હોવાથી,$I^-$ આયનો $AgI$ પર અધિશોષિત થઈને ઋણભારિત સોલ બનાવે છે.

(A) જ્યારે $KI$ ના દ્રાવણમાં વધુ પ્રમાણમાં $AgNO_3$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે $AgNO_3$ માંથી $Ag^+$ આયનો $AgI$ ના અવક્ષેપની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.
$AgI + Ag^+ \rightarrow [AgI]Ag^+$
$Ag^+$ આયનો ધન વીજભારિત હોવાથી,પરિણામી કલિલ કણો ધન વીજભાર ધરાવશે.

(A) જ્યારે કલિલ દ્રાવણમાંથી પ્રકાશનું કિરણ પસાર કરવામાં આવે છે અને તેને અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ હેઠળ જોવામાં આવે છે,ત્યારે કલિલ કણો ઘેરા પૃષ્ઠભૂમિ પર પ્રકાશના તેજસ્વી બિંદુઓ તરીકે દેખાય છે. આ કલિલ કણો દ્વારા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનને કારણે થાય છે,જેને $Tyndall$ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ કણોનું વાસ્તવિક કદ કે આકાર દર્શાવતું નથી,પરંતુ તેના દ્વારા પ્રકીર્ણન પામતો પ્રકાશ દર્શાવે છે.

(D) કલિલમય દ્રાવણનો રંગ વિક્ષેપિત કણો દ્વારા થતા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનની તરંગલંબાઈ પર આધાર રાખે છે.
આ તરંગલંબાઈ કણોના કદ અને સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
સોનાના કલિલ માટે,જેમ કણનું કદ (વ્યાસ) બદલાય છે,તેમ પ્રકીર્ણન ગુણધર્મો બદલાય છે,જેના પરિણામે જુદા જુદા રંગો (જેમ કે લાલ,જાંબલી અથવા વાદળી) જોવા મળે છે.
તેથી,જુદા જુદા રંગો કલિલમય સોનાના કણોના જુદા જુદા વ્યાસને કારણે હોય છે.

(C) ટિંડલ અસર કલિલ દ્રાવણોમાં જોવા મળે છે જ્યાં વિક્ષિપ્ત કણો પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરવા માટે પૂરતા મોટા હોય છે.
$A$,$B$,અને $D$ (સ્ટાર્ચનું સોલ,ઇમલ્શન અને સોનાનું સોલ) એ બધા કલિલ પ્રણાલીના ઉદાહરણો છે.
$C$ (ખાંડનું દ્રાવણ) એ સાચું દ્રાવણ છે,જેમાં દ્રાવ્યના કણો આણ્વિક કદના હોય છે અને તે પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરવા માટે ખૂબ નાના હોય છે.
તેથી,ખાંડના દ્રાવણમાં ટિંડલ અસર જોવા મળતી નથી.

(B) ટિંડલ અસર એ કલીલ કણો દ્વારા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન છે.
તે હાઇડ્રોફોબિક (લાયોફોબિક) સોલમાં વધુ સ્પષ્ટ હોય છે કારણ કે આ સોલમાં કણો મોટા હોય છે અને વિક્ષેપન માધ્યમની તુલનામાં તેમનો વક્રીભવનાંકનો તફાવત વધુ હોય છે.
હાઇડ્રોફિલિક (લાયોફિલિક) સોલ વધુ સ્થાયી હોય છે અને તેના કણો નાના અથવા દ્રાવકયુક્ત હોય છે,જેના કારણે હાઇડ્રોફોબિક સોલની તુલનામાં ટિંડલ અસર ઓછી સ્પષ્ટ હોય છે.

(C) આકાશનો વાદળી રંગ $Tyndall$ અસરને કારણે હોય છે,જે વાતાવરણમાં રહેલા કલીલ કણો દ્વારા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન છે.
જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે ટૂંકી તરંગલંબાઇ (વાદળી પ્રકાશ) લાંબી તરંગલંબાઇ (લાલ પ્રકાશ) કરતા ધૂળના કણો અને હવાના અણુઓ દ્વારા વધુ મજબૂત રીતે પ્રકીર્ણન પામે છે.
આ ઘટનાને $Rayleigh$ પ્રકીર્ણન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) બ્રાઉનિયન ગતિ એ વિક્ષેપન માધ્યમમાં કલિલકણોની સતત,યાદચ્છિક ઝિગ-ઝેગ ગતિ છે.
તે વિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ દ્વારા કણો પર થતા અસંતુલિત અથડામણને કારણે ઉદ્ભવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) લાગુ પાડેલા વિદ્યુતક્ષેત્ર હેઠળ કલિલકણોની ગતિને $Electrophoresis$ (વૈધુતકણ સંચલન) કહેવામાં આવે છે.
કલિલકણો વીજભાર ધરાવતા હોવાથી,તેઓ વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા વિદ્યુતધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે.
આમ,કણોની ગતિની દિશા કલિલકણો પરના વીજભારનો પ્રકાર નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) સમવિભવ બિંદુ (isoelectric point) એ $pH$ નું એવું મૂલ્ય છે કે જેના પર કલિલકણો પર કોઈ ચોખ્ખો (net) વીજભાર હોતો નથી.
આ $pH$ પર કણો વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દરમિયાન વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ તેઓ કેથોડ કે એનોડ તરફ ગતિ કરતા નથી.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે કલિલકણો કોઈ પણ ધ્રુવ તરફ ગતિ કરતા નથી.

(C) સોલના સ્કંદન માટે જરૂરી વિધુતવિભાજ્યની મિલિમોલ પ્રતિ લિટરમાં ન્યૂનતમ સાંદ્રતાને તેનું $Flocculation \ value$ (ઊર્ણન મૂલ્ય) અથવા $Coagulation \ value$ (સ્કંદન મૂલ્ય) કહેવામાં આવે છે.

(B) વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન ક્ષમતા સક્રિય આયન (કલિલકણોના વીજભાર કરતા વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતો આયન) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$Hardy-Schulze$ ના નિયમ મુજબ,ઉમેરવામાં આવેલા સ્કંદન આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે,તેટલી તેની અવક્ષેપન (સ્કંદન) કરવાની ક્ષમતા વધારે હોય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Hardy-Schulze$ ના નિયમો છે.

(A) સ્કંદન મૂલ્ય (અથવા ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય) એ સોલના સ્કંદન માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ન્યૂનતમ સાંદ્રતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે $mmol/L$ માં માપવામાં આવે છે.
તેથી,તે $mmol/L$ ના એકમમાં રજૂ કરવામાં આવે છે.

(B) હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,કલિલકણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનનો વીજભાર જેટલો વધારે,તેટલી તેની સ્કંદન ક્ષમતા વધારે હોય છે.
અહીં સોલ ધન વીજભારિત હોવાથી,સ્કંદન ક્ષમતા ઋણ આયન (એનાયન) પર આધાર રાખે છે.
આપેલા વિદ્યુતવિભાજ્યોમાં ઋણ આયનોની સંયોજકતા નીચે મુજબ છે:
$Cl^-$ ($NaCl$ માંથી): $-1$
$[Fe(CN)_6]^{4-}$ ($K_4[Fe(CN)_6]$ માંથી): $-4$
$Cl^-$ ($ZnCl_2$ માંથી): $-1$
$SO_4^{2-}$ ($Na_2SO_4$ માંથી): $-2$
સૌથી વધુ સંયોજકતા ધરાવતો ઋણ આયન $[Fe(CN)_6]^{4-}$ છે,જેનો વીજભાર $-4$ છે.
તેથી,$K_4[Fe(CN)_6]$ ની સ્કંદન ક્ષમતા સૌથી વધુ હશે અને તેના માટે સૌથી ઓછી સાંદ્રતાની જરૂર પડશે.

(B) સોલનો નાશ કરવાની પ્રક્રિયાને સ્કંદન (coagulation) અથવા ફ્લોક્યુલેશન કહેવામાં આવે છે.
સોલમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરવાથી કલીલ કણો પરનો વીજભાર તટસ્થ થાય છે.
એકવાર વીજભાર તટસ્થ થઈ જાય,પછી કણો એકઠા થાય છે અને ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે નીચે બેસી જાય છે.
તેથી,વિદ્યુતવિભાજ્યનું ઉમેરણ એ સોલનો નાશ કરવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.

(D) Hardy-Schulze ના નિયમ મુજબ,આયનની અવક્ષેપન ક્ષમતા તેની સંયોજકતા (વીજભાર) ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આયન પર જેટલો વધારે વીજભાર,તેટલી તેની અવક્ષેપન ક્ષમતા વધારે.
વીજભારની સરખામણી કરતા:
$PO_4^{3-}$ નો વીજભાર $-3$ છે.
$SO_4^{2-}$ અને $SO_3^{2-}$ નો વીજભાર $-2$ છે.
$NO_3^-$ નો વીજભાર $-1$ છે.
આમ,$NO_3^-$ નો વીજભાર સૌથી ઓછો હોવાથી,તેની અવક્ષેપન ક્ષમતા સૌથી ઓછી છે.

(C) હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન ક્ષમતા સક્રિય આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે (જે આયન કલિલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવે છે).
આર્સેનિયસ સલ્ફાઈડ સોલ ઋણ વીજભારિત હોવાથી,સ્કંદન ક્ષમતા ધન આયન (cation) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
ધન આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે,તેની સ્કંદન ક્ષમતા તેટલી જ વધારે.
ધન આયનોની સરખામણી કરતા:
$Na^+$ (સંયોજકતા $1$)
$Mg^{2+}$ (સંયોજકતા $2$)
$Al^{3+}$ (સંયોજકતા $3$)
$Al^{3+}$ ની સંયોજકતા સૌથી વધુ હોવાથી,$AlCl_3$ ની સ્કંદન ક્ષમતા સૌથી વધુ હશે.

(A) Hardy-Schulze ના નિયમ મુજબ,વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદનશક્તિ સક્રિય આયન (જે કલીલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવે છે) ના સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$Fe(OH)_3$ એ ધન વીજભારિત સોલ છે.
તેથી,તેના સ્કંદન માટે ઋણ વીજભારિત આયનોની જરૂર પડે છે.
આયન પરના વીજભારનું મૂલ્ય વધતા સ્કંદનશક્તિ વધે છે.
ઋણ આયનોની સરખામણી કરતા: $PO_4^{3-}$ નો વીજભાર $-3$ છે,જ્યારે $SO_4^{2-}$ નો વીજભાર $-2$ છે.
$PO_4^{3-}$ પરના વીજભારનું મૂલ્ય $SO_4^{2-}$ કરતા વધારે હોવાથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $PO_4^{3-}$ ની સ્કંદનશક્તિ સૌથી વધુ છે.

(D) સુવર્ણ આંક એટલે રક્ષણાત્મક કલિલનું મિલિગ્રામમાં તે ન્યૂનતમ પ્રમાણ જે $10 \, mL$ સોનાના સોલમાં $1 \, mL \, 10 \% \, NaCl$ નું દ્રાવણ ઉમેરતા તેનું સ્કંદન અટકાવે છે.
આપેલ છે: સ્ટાર્ચનું દળ = $0.025 \, g = 25 \, mg$.
$10 \, mL$ સોનાના સોલને સુરક્ષિત કરવા માટે $25 \, mg$ સ્ટાર્ચની જરૂર હોવાથી,સ્ટાર્ચનો સુવર્ણ આંક $25$ થશે.

(B) કલિલની રક્ષણકર્તા ક્ષમતા તેના સુવર્ણ આંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,$\text{રક્ષણકર્તા ક્ષમતા} \propto \frac{1}{\text{સુવર્ણ આંક}}$.
આપેલ સુવર્ણ આંક:
$A = 0.04$
$B = 0.004$
$C = 10$
$D = 40$
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,સુવર્ણ આંકનો ક્રમ $B < A < C < D$ છે.
તેથી,રક્ષણકર્તા ક્ષમતાનો ક્રમ $B > A > C > D$ થશે.

(D) સુવર્ણ આંક એટલે $10 \, mL$ સોનાના સોલનું સ્કંદન અટકાવવા માટે જરૂરી રક્ષક કલિલનું મિલિગ્રામ $(mg)$ માં વજન.
$100 \, cm^3$ સોનાના સોલ માટે $10^{-4} \, g$ જિલેટિનની જરૂર પડે છે.
તેથી,$10 \, cm^3$ સોનાના સોલ માટે $\frac{10^{-4}}{10} \, g = 10^{-5} \, g$ જિલેટિનની જરૂર પડે.
$g$ ને $mg$ માં ફેરવતા: $10^{-5} \, g = 10^{-5} \times 10^3 \, mg = 10^{-2} \, mg = 0.01 \, mg$.
આમ,જિલેટિનનો સુવર્ણ આંક $0.01$ છે.

(A) સુવર્ણ આંક એ લાયોફિલિક કલિલની રક્ષણાત્મક શક્તિનું માપ છે,જે લાયોફોબિક કલિલને વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્વારા થતા સ્કંદન (coagulation) થી બચાવે છે. તેથી,તે લાયોફોબિક કલિલ પર લાયોફિલિક કલિલની રક્ષણાત્મક અસર દર્શાવે છે.

(B) લાયોફિલિક કલિલ રક્ષણાત્મક કલિલ તરીકે કાર્ય કરે છે. જ્યારે તેને ઇમલ્શનમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે વિક્ષેપિત કલાના કણોની આસપાસ એક રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવે છે,જે ઇમલ્શનને સ્કંદિત થતા અથવા તૂટી જતા અટકાવે છે. આ પ્રક્રિયાને ઇમલ્શનનું સ્થાયીકરણ કહેવામાં આવે છે.

(C) $1$. કલિલમય પ્રણાલી બ્રાઉનિયન ગતિ અને ટિંડલ અસર દર્શાવે છે,જે સાચું વિધાન છે.
$2$. સુવર્ણ આંક એ લાયોફિલિક કલિલની રક્ષણાત્મક ક્ષમતાનો માપદંડ છે,જે સાચું વિધાન છે.
$3$. પ્રવાહીમાં પ્રવાહીનું કલિલમય દ્રાવણ 'પાયસ' (emulsion) કહેવાય છે,જેલ નહીં. જેલ એ ઘન પદાર્થમાં પ્રવાહીનું કલિલમય દ્રાવણ છે. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$4$. હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમો સ્કંદન સાથે સંકળાયેલા છે,જે સાચું વિધાન છે.

(B) સાબુના અણુઓ લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા (જલવિરાગી) અને ધ્રુવીય શીર્ષ (જલઅનુરાગી) ધરાવે છે.
જ્યારે સાબુને ગ્રીઝવાળા પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સાબુના અણુઓનો જલવિરાગી ભાગ ગ્રીઝ સાથે જોડાય છે,જ્યારે જલઅનુરાગી ભાગ પાણીમાં રહે છે.
આ પ્રક્રિયા ગ્રીઝના મોટા ટીપાંને નાના ટીપાંમાં તોડી નાખે છે,જે પાણીમાં સ્થાયી ઈમલ્શન બનાવે છે,જેને સરળતાથી ધોઈ શકાય છે.
આ પ્રક્રિયાને ઈમલ્શીકરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ઇમલ્શનના બે પ્રકાર છે: તેલ-માં-પાણી $(O/W)$ અને પાણી-માં-તેલ $(W/O)$.
તેલ-માં-પાણી પ્રકારના ઇમલ્શનમાં પાણી એ વિક્ષેપન માધ્યમ છે (દા.ત.,દૂધ).
પાણી-માં-તેલ પ્રકારના ઇમલ્શનમાં તેલ એ વિક્ષેપન માધ્યમ છે (દા.ત.,માખણ,કોડ લિવર ઓઇલ અને કોલ્ડ ક્રીમ).
તેથી,માખણ એ પાણી-માં-તેલ પ્રકારના ઇમલ્શનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(C) આઇસ્ક્રીમની બનાવટમાં જિલેટિન રક્ષણાત્મક કલિલ તરીકે કાર્ય કરે છે. $\text{તે}$ કલિલમય પ્રણાલીને સ્થાયી કરવામાં મદદ કરે છે અને બરફના સ્ફટિકોની વૃદ્ધિને અટકાવે છે,જે આઇસ્ક્રીમની રચનાને મુલાયમ બનાવે છે.

(A) રુધિર એક કલીલમય દ્રાવણ છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલાના કણો ઋણવીજભારિત હોય છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ સક્રિય આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે (જે કલીલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવે છે).
રુધિરના કણો ઋણવીજભારિત હોવાથી,$FeCl_3$ માંથી મળતા ધનવીજભારિત $Fe^{3+}$ આયનો વીજભારને તટસ્થ કરવામાં અને સ્કંદન કરવામાં અસરકારક છે,જેનાથી રક્ત વહેતું અટકે છે.

(A) $Purple \ of \ Cassius$ એ સોનાનું કલિલમય દ્રાવણ છે જે $SnCl_2$ (સ્ટેનસ ક્લોરાઈડ) વડે ગોલ્ડ ક્લોરાઈડના દ્રાવણના રિડક્શન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
તે કાચના રંગકામ અને સિરામિક્સમાં વપરાતા ગોલ્ડ સોલનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(B) જે ઘટનામાં જેલ સંકોચાય છે અને રાખી મૂકવાથી પ્રવાહી બહાર કાઢે છે તેને $Syneresis$ કહેવામાં આવે છે.
આ જેલ નેટવર્કના સંકોચનને કારણે થાય છે,જે અંદર રહેલા પ્રવાહીને બહાર કાઢે છે.

(C) કલિલમય સોલનું વર્ગીકરણ વિક્ષેપન માધ્યમના આધારે કરવામાં આવે છે.
જ્યારે પાણીનો ઉપયોગ વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે થાય છે,ત્યારે તેને 'એક્વા-સોલ' અથવા 'હાઇડ્રોસોલ' કહેવામાં આવે છે.
'એક્વા-ડેગ' એ પાણીમાં વિક્ષેપિત ગ્રેફાઇટનું એક વિશિષ્ટ કલિલમય સોલ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) ધુમાડામાંથી કાર્બન કણો દૂર કરવાની પ્રક્રિયા વિદ્યુતકણસંચલન $(electrophoresis)$ ના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
ધુમાડો એ કલિલમય પ્રણાલી છે જેમાં કાર્બન કણો હવામાં વિક્ષેપિત થયેલા હોય છે.
આ કાર્બન કણો વીજભાર ધરાવે છે.
જ્યારે ધુમાડાને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલી ધાતુની પ્લેટો ધરાવતા ચેમ્બરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે વીજભારિત કાર્બન કણો વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતી પ્લેટો તરફ આકર્ષાય છે,તટસ્થ થાય છે અને નીચે બેસી જાય છે.
આ સાધનને $Cottrell$ $precipitator$ (કોટ્રેલ અવક્ષેપક) કહેવામાં આવે છે.

(C) પ્રથમ,કદને લિટરમાં ફેરવો:
$1 \ mm^3 = (10^{-1} \ cm)^3 = 10^{-3} \ cm^3 = 10^{-3} \ mL = 10^{-6} \ L$.
$1 \ mm^3$ માં ડિટરજન્ટના અણુઓની કુલ સંખ્યા ગણો:
$\text{અણુઓની સંખ્યા} = \text{મોલારિટી} \times \text{કદ (L માં)} \times N_A$
$= 10^{-3} \ mol/L \times 10^{-6} \ L \times 6 \times 10^{23} \ mol^{-1} = 6 \times 10^{14}$ અણુઓ.
આપેલ છે કે આ કદમાં $10^{13}$ મિસેલ છે,તેથી એક મિસેલ દીઠ ડિટરજન્ટ અણુઓની સંખ્યા:
$\text{મિસેલ દીઠ આયનોની સંખ્યા} = \frac{\text{કુલ અણુઓ}}{\text{મિસેલની સંખ્યા}} = \frac{6 \times 10^{14}}{10^{13}} = 60$.

(C) લાયોફોબિક કલિલ એવા છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલાને વિક્ષેપન માધ્યમ માટે ખૂબ ઓછું અથવા બિલકુલ આકર્ષણ હોતું નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Gold$ $sol$ એ લાયોફોબિક કલિલ દ્રાવણ છે.
સ્ટાર્ચ અને પ્રોટીન દ્રાવણો લાયોફિલિક કલિલ છે,અને કાર્બનિક દ્રાવકોમાં પોલિમર દ્રાવણો પણ સામાન્ય રીતે લાયોફિલિક હોય છે.

(D) દ્રાવણમાં રહેલા સોનાનું કદ = $\frac{\text{સોનાનું દળ}}{\text{સોનાની ઘનતા}} = \frac{1.9 \times 10^{-4} \ g}{19 \ g/cm^3} = 1.0 \times 10^{-5} \ cm^3$.
$10 \ nm = 10^{-6} \ cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાકાર કણો માટે,દરેક કણનું કદ = $\frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \times 3.14 \times (10^{-6} \ cm)^3 = 4.186 \times 10^{-18} \ cm^3$.
$1 \ L$ $(1000 \ cm^3)$ માં રહેલા સોનાના કણોની સંખ્યા = $\frac{\text{સોનાનું કુલ કદ}}{\text{એક કણનું કદ}} = \frac{1.0 \times 10^{-5} \ cm^3}{4.186 \times 10^{-18} \ cm^3} \approx 2.389 \times 10^{12} \text{ કણો}$.
$1 \ L = 10^6 \ mm^3$ હોવાથી,પ્રતિ $mm^3$ કણોની સંખ્યા = $\frac{2.389 \times 10^{12}}{10^6} \approx 2.4 \times 10^6 \text{ કણો/mm}^3$.

(A) હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય એ સ્કંદન કરતા આયનની સંયોજકતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $\text{Flocculating value} \propto \frac{1}{z}$,જ્યાં $z$ એ સ્કંદન કરતા આયનની સંયોજકતા છે.
$Fe(OH)_3$ એ ધનભારિત સોલ છે,તેથી તેનું સ્કંદન ઋણ આયનો દ્વારા થાય છે.
આપેલા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં રહેલા ઋણ આયનો:
$A) Cl^-$ (સંયોજકતા = $1$)
$B) S^{2-}$ (સંયોજકતા = $2$)
$C) PO_4^{3-}$ (સંયોજકતા = $3$)
$D) SO_4^{2-}$ (સંયોજકતા = $2$)
$Cl^-$ ની સંયોજકતા સૌથી ઓછી $(z=1)$ હોવાથી,તેનું ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય મહત્તમ હશે. તેથી,$NaCl$ નું ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય મહત્તમ છે.

(D) $FeCl_3$ અને વધારાના $NaOH$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી ઋણભારિત ફેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ બને છે: $FeCl_3 + 3NaOH \to Fe(OH)_3(s) + 3NaCl$।
વધારાના $NaOH$ માંથી $OH^-$ આયનોના અધિશોષણને કારણે,સોલ ઋણભારિત બને છે: $[Fe(OH)_3]OH^-$।
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન શક્તિ તેની સંયોજકતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. ઋણભારિત સોલ માટે,ધન આયનની સંયોજકતા વધવાની સાથે સ્કંદન શક્તિ વધે છે.
આપેલા ધન આયનોની સંયોજકતા છે: $Ba^{2+}$ $(+2)$ અને $Al^{3+}$ $(+3)$।
$Al^{3+}$ ની સંયોજકતા સૌથી વધુ હોવાથી,તેની સ્કંદન શક્તિ મહત્તમ છે અને તેથી તેનું સ્કંદન મૂલ્ય લઘુત્તમ છે.

(D) લાયોફોબિક સોલ રાસાયણિક પદ્ધતિઓ જેવી કે દ્વિ વિઘટન,ઓક્સિડેશન,રિડક્શન અને જળવિભાજન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$1$. દ્વિ વિઘટન: $As_2O_3 + 3H_2S \rightarrow As_2S_3 (\text{sol}) + 3H_2O$
$2$. ઓક્સિડેશન: $2H_2S + SO_2 \rightarrow 3S (\text{sol}) + 2H_2O$
$3$. રિડક્શન: $2AuCl_3 + 3HCHO + 3H_2O \rightarrow 2Au (\text{sol}) + 3HCOOH + 6HCl$
$4$. જળવિભાજન: $FeCl_3 + 3H_2O \rightarrow Fe(OH)_3 (\text{sol}) + 3HCl$
આ તમામ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થતો હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) કલિલ કણોની એનોડ તરફની ગતિ દર્શાવે છે કે સોલ ઋણભારિત છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન ક્ષમતા કલિલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
સોલ ઋણ હોવાથી,સ્કંદન ક્ષમતા ધન આયન ($Na^+$,$Ba^{2+}$,$Al^{3+}$) ના વીજભાર પર આધાર રાખે છે.
ધન આયન પર જેટલો વધુ વીજભાર,તેટલી તેની સ્કંદન ક્ષમતા વધુ.
તેથી,સ્કંદન ક્ષમતાનો ક્રમ $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^+$ છે,જે $AlCl_3 > BaCl_2 > NaCl$ ને અનુરૂપ છે.

(A) સોલના કણો કેથોડ તરફ સ્થળાંતર કરે છે,તેથી તેઓ ધનભારિત છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન શક્તિ તેની સંયોજકતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
ધનભારિત સોલ માટે,અસરકારક સ્કંદન આયનો ઋણાયનો છે: $Cl^-$,$SO_4^{2-}$ અને $PO_4^{3-}$.
સ્કંદન શક્તિનો ક્રમ $PO_4^{3-} > SO_4^{2-} > Cl^-$ છે.
સ્કંદન મૂલ્ય એ સ્કંદન શક્તિના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,સ્કંદન મૂલ્યોનો ક્રમ $NaCl > Na_2SO_4 > Na_3PO_4$ થશે.

(A) કલિલની રક્ષણાત્મક શક્તિ તેના ગોલ્ડ નંબરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછો ગોલ્ડ નંબર એટલે વધુ રક્ષણાત્મક શક્તિ.
આપેલ ગોલ્ડ નંબર: $A = 0.50$,$B = 0.01$,$C = 0.10$,$D = 0.005$.
ગોલ્ડ નંબરના વધતા ક્રમમાં ગોઠવતા: $D (0.005) < B (0.01) < C (0.10) < A (0.50)$.
તેથી,રક્ષણાત્મક શક્તિનો ક્રમ $A < C < B < D$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ અથવા $C$ છે.

(A) કાલા આઝાર રોગની સારવારમાં કોલોઇડલ એન્ટિમનીનો ઉપયોગ થાય છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોડાયાલિસિસમાં વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ વિરુદ્ધ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ આયનોની ગતિનો સમાવેશ થાય છે.
યુરિયા $(NH_2CONH_2)$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે અને જલીય દ્રાવણમાં આયનોમાં વિયોજિત થતું નથી.
તે આયનો બનાવતું ન હોવાથી,તે વિદ્યુતક્ષેત્ર દ્વારા ગતિ કરી શકતું નથી અને તેથી તેને ઇલેક્ટ્રોડાયાલિસિસ દ્વારા દૂર કરી શકાતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,$NaCl$,$K_2SO_4$,અને $CaCl_2$ એ આયનીય સંયોજનો છે જે આયનોમાં ($Na^+$,$Cl^-$,$K^+$,$SO_4^{2-}$,$Ca^{2+}$) વિયોજિત થાય છે અને આ પ્રક્રિયા દ્વારા સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે.

(A) વાતાવરણમાં રહેલા કલીલ કણો (ધૂળ અને હવાના અણુઓ) દ્વારા સૂર્યપ્રકાશના પ્રકીર્ણનને કારણે આકાશ વાદળી દેખાય છે.
રેલેના પ્રકીર્ણન મુજબ,પ્રકીર્ણન પામતા પ્રકાશની તીવ્રતા તેની તરંગલંબાઇના ચતુર્થ ઘાતના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(I \propto 1/\lambda^4)$.
વાદળી પ્રકાશની તરંગલંબાઇ લાલ પ્રકાશની સરખામણીમાં ઓછી હોવાથી,તેનું પ્રકીર્ણન આ કણો દ્વારા વધુ અસરકારક રીતે થાય છે,જેના કારણે આકાશ વાદળી દેખાય છે.

(B) વિધાન સાચું છે કારણ કે મિસેલમાં,હાઇડ્રોફિલિક $-COO^{-}$ શીર્ષો સપાટી પર પાણી તરફ હોય છે,જ્યારે હાઇડ્રોફોબિક હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડીઓ અંદરની તરફ હોય છે.
કારણ પણ સાચું છે કારણ કે સાબુ (સોડિયમ સ્ટીઅરેટ) ઉમેરવાથી તે સર્ફેક્ટન્ટ તરીકે કામ કરે છે,જે પાણીનું પૃષ્ઠતાણ ઘટાડે છે.
જોકે,પૃષ્ઠતાણમાં ઘટાડો એ સર્ફેક્ટન્ટનો ગુણધર્મ છે,તે મિસેલની સપાટી પર $-COO^{-}$ સમૂહો શા માટે છે તેની સીધી સમજૂતી નથી. આ ગોઠવણી અણુઓના ઉભયગુણી (amphiphilic) સ્વભાવને કારણે છે.

(A) કલિલ દ્રાવણનો રંગ કલિલ કણોના કદ પર આધાર રાખે છે.
ગોલ્ડ સોલ માટે,રંગ કણના કદ સાથે બદલાય છે; ખૂબ જ ઝીણું ગોલ્ડ સોલ લાલ રંગનું હોય છે.
આ રંગ કલિલ ગોલ્ડ કણો દ્વારા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનને કારણે ઉદ્ભવે છે.