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

(A) કલિલ દ્રાવણોની સ્થિરતા મુખ્યત્વે કણોની બ્રાઉનિયન ગતિને કારણે હોય છે.
બ્રાઉનિયન ગતિ એ વિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ દ્વારા કલિલ કણો પર થતા સતત અથડામણને કારણે થાય છે.
આ અનિયમિત ગતિ ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો સામનો કરે છે,જે કણોને નીચે બેસી જતા અટકાવે છે,અને આમ કલિલ પ્રણાલીની સ્થિરતા જાળવી રાખે છે.

(C) $As_2S_3$ સોલ તેની સપાટી પર $S^{2-}$ આયનોના અધિશોષણને કારણે ઋણ વીજભારિત હોય છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન ક્ષમતા તેના વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે વધે છે.
$Fe^{3+}$ આયનો ધન વીજભારિત હોય છે અને $As_2S_3$ સોલ કણોના ઋણ વીજભારને અસરકારક રીતે તટસ્થ કરે છે,જેનાથી સ્કંદન થાય છે.
આપેલ કારણ કે $Fe^{3+}$ એ $As_2S_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Fe_2S_3$ બનાવે છે,તે રાસાયણિક રીતે ખોટું છે કારણ કે સ્કંદન એ વીજભાર તટસ્થીકરણની સપાટીની ઘટના છે,$Fe_2S_3$ બનાવતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા નથી.

(A) ઋણ વીજભારિત $[AgI]I^{-}$ સોલ ત્યારે બને છે જ્યારે આયોડાઈડ આયનો $(I^-)$ $AgI$ ના કણોની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા $AgNO_3 + KI \rightarrow AgI + KNO_3$ માં જ્યારે $KI$ વધુ પ્રમાણમાં હોય ત્યારે થાય છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$KI$ ના મોલ $50 \ mL \times 1.5 \ M = 75 \ mmol$ છે,જ્યારે $AgNO_3$ ના મોલ $50 \ mL \times 1 \ M = 50 \ mmol$ છે.
અહીં $KI$ વધુ હોવાથી,$I^-$ આયનો $AgI$ અવક્ષેપ પર અધિશોષિત થાય છે,પરિણામે ઋણ વીજભારિત $[AgI]I^{-}$ સોલ બને છે.

(C) $Hardy-Schulze$ ના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન ક્ષમતા આયન પરના વીજભારના મૂલ્ય અને ચિહ્ન બંને પર આધાર રાખે છે.
આપેલ કલિલ દ્રાવણ માટે આયન પરના વીજભારનું મૂલ્ય જેટલું વધારે,તેની સ્કંદન ક્ષમતા તેટલી જ વધારે હોય છે.

(A) ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય કોગ્યુલેટિંગ આયન પર આધાર રાખે છે. ઋણ વીજભારિત આર્સેનિક સલ્ફાઇડ સોલ માટે,કોગ્યુલેટિંગ આયન $H^+$ છે.
$1 \; mol$ $H_{2}SO_{4}$ એ $2 \; mol$ $H^+$ આયનો આપે છે,જ્યારે $1 \; mol$ $HCl$ એ $1 \; mol$ $H^+$ આયનો આપે છે.
તેથી,$H_{2}SO_{4}$ નું ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય $HCl$ કરતા અડધું એટલે કે $15 \; mmol \; L^{-1}$ થાય.
$250 \; mL$ $(0.25 \; L)$ સોલ માટે,જરૂરી $H_{2}SO_{4}$ નું પ્રમાણ $15 \; mmol/L \times 0.25 \; L = 3.75 \; mmol$ છે.
$H_{2}SO_{4}$ નું દળ = $\text{મોલ} \times \text{મોલર દળ} = 3.75 \times 10^{-3} \; mol \times 98 \; g/mol = 0.3675 \; g$.
બે દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,આપણને $0.37 \; g$ મળે છે.

(D) $Fe(OH)_{3}$ સોલ ધનભારિત સોલ છે. તેથી,તે ઉમેરવામાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના ઋણાયનો દ્વારા સ્કંદિત (coagulate) થાય છે.
Hardy-Schulze ના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન શક્તિ તેના વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે વધે છે.
ઋણાયનોની સ્કંદન શક્તિનો ક્રમ: $[Fe(CN)_{6}]^{3-} > CrO_{4}^{2-} > Cl^{-} = Br^{-} = NO_{3}^{-}$ છે.
સ્કંદન શક્તિ એ ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્યોનો ક્રમ: $K_{3}[Fe(CN)_{6}] < K_{2}CrO_{4} < KBr = KNO_{3} < AlCl_{3}$ થશે.

(N/A) હાર્ડી-શુલ્ઝનો નિયમ જણાવે છે કે 'ઉમેરવામાં આવેલા ફ્લોક્યુલેટિંગ આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે,તેટલી તેની અવક્ષેપન કરવાની શક્તિ વધારે.'
આ નિયમ માત્ર આયન પરના વીજભારને ધ્યાનમાં લે છે,તેના કદને નહીં. જોકે,આયનનું કદ જેટલું નાનું,તેટલી તેની ધ્રુવીભવન શક્તિ (polarising power) વધારે હોય છે.
તેથી,હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમને ફ્લોક્યુલેટિંગ આયનની ધ્રુવીભવન શક્તિના સંદર્ભમાં સુધારી શકાય છે. સુધારેલો નિયમ જણાવે છે કે 'ઉમેરવામાં આવેલા ફ્લોક્યુલેટિંગ આયનની ધ્રુવીભવન શક્તિ જેટલી વધારે,તેટલી તેની અવક્ષેપન કરવાની શક્તિ વધારે.'

(N/A) કલિલ દ્રાવણોનું વર્ગીકરણ વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થાઓ (ઘન,પ્રવાહી અથવા વાયુ) ના આધારે કરવામાં આવે છે. વાયુમાં વાયુનું મિશ્રણ સમાંગ દ્રાવણ બનાવે છે,તેથી તેને કલિલ ગણવામાં આવતા નથી. આમ,કલિલ પ્રણાલીના $8$ પ્રકારો શક્ય છે:

$S. No.$	વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ	કલિલનો પ્રકાર	ઉદાહરણ
$1.$	ઘન માં ઘન	ઘન સોલ	રત્ન
$2.$	ઘન માં પ્રવાહી	સોલ	પેઇન્ટ
$3.$	ઘન માં વાયુ	એરોસોલ	ધુમાડો
$4.$	પ્રવાહી માં ઘન	જેલ	ચીઝ
$5.$	પ્રવાહી માં પ્રવાહી	પાયસ	દૂધ
$6.$	પ્રવાહી માં વાયુ	એરોસોલ	ધુમ્મસ
$7.$	વાયુ માં ઘન	ઘન ફીણ	પ્યુમિસ પથ્થર
$8.$	વાયુ માં પ્રવાહી	ફીણ	સાબુનું ફીણ

(N/A) $(i)$ લાયોફિલિક સોલ: ગુંદર,જિલેટીન અથવા સ્ટાર્ચ જેવા પદાર્થોને યોગ્ય વિક્ષેપન માધ્યમ સાથે મિશ્ર કરીને બનતા કલિલ સોલને લાયોફિલિક સોલ કહેવામાં આવે છે. આ સોલ પ્રતિવર્તી સ્વભાવના હોય છે,એટલે કે તેમને અલગ કર્યા પછી ફરીથી મિશ્ર કરીને બનાવી શકાય છે.
$(ii)$ લાયોફોબિક સોલ: ધાતુઓ અથવા તેમના સલ્ફાઇડ જેવા પદાર્થો,જે વિક્ષેપન માધ્યમ સાથે સરળતાથી સોલ બનાવતા નથી,તેમને લાયોફોબિક સોલ કહેવામાં આવે છે. આ સોલ બનાવવા માટે ખાસ પદ્ધતિઓની જરૂર પડે છે અને તે અપ્રતિવર્તી હોય છે.
હાઇડ્રોફોબિક (લાયોફોબિક) સોલનું સ્કંદન સરળતાથી થાય છે કારણ કે તેમની સ્થિરતા માત્ર કલિલ કણો પર રહેલા વીજભાર પર આધાર રાખે છે. જ્યારે વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરીને આ વીજભાર દૂર કરવામાં આવે છે,ત્યારે કણો એકબીજાની નજીક આવીને સમૂહ બનાવે છે અને અવક્ષેપિત થાય છે.

(N/A) $(i)$ મલ્ટીમોલેક્યુલર કલિલમાં,કલિલ કણો એ $1 \ nm$ કરતા ઓછા વ્યાસ ધરાવતા અણુઓ અથવા નાના પરમાણુઓનો સમૂહ છે. આ સમૂહમાં રહેલા અણુઓ વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે: ગોલ્ડ સોલ અને સલ્ફર સોલ.
$(ii)$ મેક્રોમોલેક્યુલર કલિલમાં,કલિલ કણો મોટા અણુઓ હોય છે જે કલિલ પરિમાણ ધરાવે છે. આ કણોનું આણ્વિય દળ ઊંચું હોય છે. જ્યારે આ કણોને પ્રવાહીમાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે સોલ પ્રાપ્ત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે: સ્ટાર્ચ,નાયલોન અને સેલ્યુલોઝ.
$(iii)$ એસોસિએટેડ કલિલ એવા પદાર્થો છે જે ઓછી સાંદ્રતાએ સામાન્ય વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વર્તે છે,પરંતુ ઊંચી સાંદ્રતાએ એકત્રિત કણો (મિસેલ્સ) બનાવવાને કારણે કલિલ દ્રાવણ તરીકે વર્તે છે.

(N/A) કોલોઇડ્સનું વર્ગીકરણ વિવિધ આધારો પર કરવામાં આવે છે:
$(i)$ ઘટકોની ભૌતિક અવસ્થાના આધારે: પરિક્ષિપ્ત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થા (ઘન,પ્રવાહી કે વાયુ) ના આધારે,કોલોઇડ્સ આઠ પ્રકારના હોય છે.
$(ii)$ પરિક્ષેપન માધ્યમના આધારે,સોલને નીચે મુજબ વિભાજિત કરી શકાય છે:

$Dispersion \ medium$	$Name \ of \ sol$
પાણી	એક્વાસૉલ અથવા હાઇડ્રોસૉલ
આલ્કોહોલ	આલ્કોસૉલ
બેન્ઝીન	બેન્ઝોસૉલ
વાયુ	એરોસૉલ

$(iii)$ પરિક્ષિપ્ત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની આંતરક્રિયાના આધારે,કોલોઇડ્સને $lyophilic$ (દ્રાવક-આકર્ષી) અને $lyophobic$ (દ્રાવક-વિકર્ષી) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ કલીલ દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન જોવા મળે છે. આ ઘટનાને $Tyndall$ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રકાશનું આ પ્રકીર્ણન કલીલ દ્રાવણમાં કિરણના માર્ગને પ્રકાશિત કરે છે.
$(ii)$ જ્યારે જલીય ફેરિક ઓક્સાઈડના કલીલ દ્રાવણમાં $NaCl$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $Na^+$ અને $Cl^-$ આયનોમાં વિયોજિત થાય છે. ફેરિક ઓક્સાઈડના કલીલ કણો ધન વીજભારિત હોય છે. તેથી,તેઓ ઋણ વીજભારિત $Cl^-$ આયનોની હાજરીમાં સ્કંદન (coagulation) પામે છે.
$(iii)$ કલીલ કણો વીજભારિત હોય છે અને તે ધન અથવા ઋણ વીજભાર ધરાવે છે. જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે કલીલ કણો વિરુદ્ધ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ગતિ કરે છે. જ્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોડના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેઓ તેમનો વીજભાર ગુમાવે છે અને સ્કંદિત થાય છે. આ પ્રક્રિયાને વિદ્યુતકણ સંચલન (electrophoresis) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) પાયસ એ કલીલમય પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે.
પાયસના બે મુખ્ય પ્રકારો છે:
$(a)$ પાણીમાં તેલ $(O/W)$ પ્રકાર:
આ પ્રકારમાં,તેલ વિક્ષિપ્ત કલા તરીકે અને પાણી વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે વર્તે છે. ઉદાહરણ તરીકે: દૂધ અને વેનિશિંગ ક્રીમ.
$(b)$ તેલમાં પાણી $(W/O)$ પ્રકાર:
આ પ્રકારમાં,પાણી વિક્ષિપ્ત કલા તરીકે અને તેલ વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે વર્તે છે. ઉદાહરણ તરીકે: કોલ્ડ ક્રીમ અને માખણ.

(N/A) પાયસ (emulsion) ને તેના ઘટક પ્રવાહીઓમાં વિભાજિત કરવાની પ્રક્રિયાને ડિમલ્સિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
ડિમલ્સિફાયરના ઉદાહરણોમાં સરફેક્ટન્ટ્સ,ઇથિલિન ઓક્સાઇડ અને લાંબી શૃંખલા ધરાવતા આલ્કોહોલનો સમાવેશ થાય છે.

(N/A) સાબુની સફાઈની ક્રિયા પાયસીકરણ અને મિસેલ નિર્માણને કારણે છે. સાબુ મૂળભૂત રીતે લાંબી શૃંખલા ધરાવતા ફેટી એસિડના સોડિયમ અને પોટેશિયમ ક્ષાર છે,$RCOO^-Na^+$. અણુનો જે છેડે સોડિયમ જોડાયેલ છે તે ધ્રુવીય (polar) છે,જ્યારે આલ્કાઈલ છેડો અધ્રુવીય (non-polar) છે. આમ,સાબુના અણુમાં હાઈડ્રોફિલિક (ધ્રુવીય) અને હાઈડ્રોફોબિક (અધ્રુવીય) ભાગ હોય છે.
જ્યારે સાબુને ગંદકીવાળા પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સાબુના અણુઓ ગંદકીના કણોને એવી રીતે ઘેરી લે છે કે તેમના હાઈડ્રોફોબિક ભાગો ગંદકીના અણુ સાથે જોડાય છે અને હાઈડ્રોફિલિક ભાગો ગંદકીના અણુથી દૂર રહે છે. આને મિસેલ નિર્માણ કહેવાય છે. આમ,ધ્રુવીય જૂથ પાણીમાં ઓગળે છે જ્યારે અધ્રુવીય જૂથ ગંદકીના કણમાં ઓગળે છે. આ મિસેલ ઋણભારિત હોવાથી,તેઓ એકબીજા સાથે જોડાતા નથી અને એક સ્થાયી પાયસ (emulsion) બને છે.

(N/A) $(i)$ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ:
વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ કલીલ કણોની ગતિને ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ કહેવામાં આવે છે. ધનભારિત કણો કેથોડ તરફ અને ઋણભારિત કણો એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. જ્યારે કણો વિરુદ્ધ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોડ પર પહોંચે છે,ત્યારે તેઓ તટસ્થ બને છે અને સ્કંદિત થાય છે.
$(ii)$ સ્કંદન:
કલીલ કણોના નીચે બેસી જવાની પ્રક્રિયા,એટલે કે કલીલનું અવક્ષેપમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને સ્કંદન કહે છે.
$(iii)$ ડાયાલિસિસ:
પડદા દ્વારા પ્રસરણની મદદથી કલીલ દ્રાવણમાંથી દ્રાવ્ય પદાર્થને દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને ડાયાલિસિસ કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે આયનો અને નાના અણુઓ પ્રાણીજ પટલમાંથી પસાર થઈ શકે છે,જ્યારે કલીલ કણો પસાર થઈ શકતા નથી.
$(iv)$ ટિન્ડલ અસર:
જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ કલીલ દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે તે પ્રકાશના સ્તંભ તરીકે દૃશ્યમાન બને છે. આને ટિન્ડલ અસર કહેવામાં આવે છે. આ ઘટના ત્યારે બને છે જ્યારે કલીલ કદના કણો પ્રકાશનું બધી દિશામાં પ્રકીર્ણન કરે છે.

(N/A) પાયસના ચાર ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ સાબુ અને ડિટર્જન્ટની સફાઈ કરવાની ક્રિયા પાયસના નિર્માણ પર આધારિત છે.
$(ii)$ આંતરડામાં ચરબીનું પાચન પાયસીકરણની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$(iii)$ ઘણા એન્ટિસેપ્ટિક્સ અને જંતુનાશકો જ્યારે પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તે પાયસ બનાવે છે.
$(iv)$ પાયસીકરણની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ વિવિધ દવાઓ અને ફાર્માસ્યુટિકલ ક્રીમ બનાવવામાં થાય છે.

(N/A) મિસેલ્સ એ દ્રાવકમાં સપાટી સક્રિય પદાર્થો (જેમ કે સાબુ અને ડિટર્જન્ટ) દ્વારા બનતા ગોળાકાર સમૂહો છે,જ્યારે તેમની સાંદ્રતા ક્રિટિકલ મિસેલ કોન્સન્ટ્રેશન $(CMC)$ કરતા વધી જાય છે.
આ અણુઓ બેવડો સ્વભાવ ધરાવે છે: એક લાંબી હાઇડ્રોફોબિક હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડી અને એક હાઇડ્રોફિલિક ધ્રુવીય શીર્ષ.
પાણીમાં,તેઓ એવી રીતે ગોળાકાર રચનાઓમાં ગોઠવાય છે કે હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ કેન્દ્ર તરફ (પાણીથી દૂર) હોય છે,જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક શીર્ષ બહારની તરફ (પાણી તરફ) હોય છે.
ઉદાહરણ: પાણીમાં સોડિયમ સ્ટીઅરેટ $(C_{17}H_{35}COO^{-}Na^{+})$.

(N/A) $(i)$ આલ્કોસોલ:
જે કલિલ દ્રાવણમાં આલ્કોહોલ વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે અને ઘન પદાર્થ વિક્ષેપિત કલા તરીકે હોય તેને આલ્કોસોલ કહેવાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: ઇથાઇલ આલ્કોહોલમાં સેલ્યુલોઝ નાઇટ્રેટનું કલિલ દ્રાવણ એ આલ્કોસોલ છે.
$(ii)$ એરોસોલ:
જે કલિલ દ્રાવણમાં વાયુ વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે અને ઘન અથવા પ્રવાહી વિક્ષેપિત કલા તરીકે હોય તેને એરોસોલ કહેવાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: ધુમાડો (વાયુમાં ઘન) અથવા ધુમ્મસ (વાયુમાં પ્રવાહી).
$(iii)$ હાઇડ્રોસોલ:
જે કલિલ દ્રાવણમાં પાણી વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે અને ઘન પદાર્થ વિક્ષેપિત કલા તરીકે હોય તેને હાઇડ્રોસોલ કહેવાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: સ્ટાર્ચ સોલ અથવા ગોલ્ડ સોલ.

(N/A) કોઈપણ પદાર્થ તેના કણોના કદના આધારે કોલોઇડ તરીકે વર્તી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે,સામાન્ય મીઠું $(NaCl)$ પાણીમાં સ્ફટિકમય (crystalloid) તરીકે વર્તે છે પરંતુ બેન્ઝીન માધ્યમમાં કોલોઇડ તરીકે વર્તે છે.
જ્યારે પદાર્થના કણોનું કદ $1 \, nm$ થી $1000 \, nm$ ની વચ્ચે હોય,ત્યારે તે કોલોઇડલ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
તેથી,કોલોઇડ એ પદાર્થોનો કોઈ ચોક્કસ વર્ગ નથી,પરંતુ પદાર્થની એક એવી અવસ્થા છે જે કણોના કદ પર આધાર રાખે છે. આ અવસ્થા સાચા દ્રાવણ અને નિલંબન (suspension) ની વચ્ચેની મધ્યવર્તી અવસ્થા છે.

(N/A) સાબુના અણુઓ તેલના ટીપાં (મેલ) ની આસપાસ મિસેલ્સ બનાવે છે,જેમાં સ્ટીઅરેટ આયનોના હાઇડ્રોફોબિક ભાગો તેલના ટીપાં સાથે જોડાય છે અને હાઇડ્રોફિલિક ભાગો તેલના ટીપાંની બહાર રહે છે. હાઇડ્રોફિલિક ભાગોના ધ્રુવીય સ્વભાવને કારણે,સ્ટીઅરેટ આયનો (મેલ સાથે) પાણીમાં ખેંચાય છે,જેનાથી કપડામાંથી મેલ દૂર થાય છે.

(N/A) આ અણુઓ સર્ફેક્ટન્ટ્સ છે,જેમાં લાંબી અધ્રુવીય હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા (હાઇડ્રોફોબિક ભાગ) અને ધ્રુવીય અથવા આયનીય હેડ ગ્રુપ (હાઇડ્રોફિલિક ભાગ) હોય છે.
$(i)$ $CH_3(CH_2)_{10}CH_2-$ એ હાઇડ્રોફોબિક ભાગ છે અને $-OSO_3^-Na^+$ એ હાઇડ્રોફિલિક ભાગ છે.
$(ii)$ $CH_3(CH_2)_{15}-$ એ હાઇડ્રોફોબિક ભાગ છે અને $-N^{+}(CH_3)_3Br^-$ એ હાઇડ્રોફિલિક ભાગ છે.
$(iii)$ $CH_3(CH_2)_{16}-$ એ હાઇડ્રોફોબિક ભાગ છે અને $-COO(CH_2CH_2O)_nCH_2CH_2OH$ એ હાઇડ્રોફિલિક ભાગ છે.

(N/A) આપણે જાણીએ છીએ કે દ્રાવણો સમાંગ પ્રણાલીઓ છે. આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે પાણીમાં રેતી ઉમેરીને હલાવતા તે નિલંબન બનાવે છે,જે સમય જતાં નીચે બેસી જાય છે. નિલંબન અને દ્રાવણની બે અંતિમ સ્થિતિઓ વચ્ચે આપણને પ્રણાલીઓનો એક મોટો સમૂહ જોવા મળે છે જેને કોલોઇડલ વિક્ષેપન અથવા સરળ રીતે કોલોઇડ્સ કહેવામાં આવે છે.
કોલોઇડ એ વિષમાંગ પ્રણાલી છે જેમાં એક પદાર્થ બીજા પદાર્થમાં,જેને વિક્ષેપન માધ્યમ કહેવાય છે,ખૂબ જ ઝીણા કણો તરીકે વિક્ષેપિત થયેલ હોય છે.
દ્રાવણ અને કોલોઇડ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત કણોના કદનો છે. દ્રાવણમાં,ઘટક કણો આયનો અથવા નાના અણુઓ હોય છે. કોલોઇડમાં,વિક્ષેપિત કલા એક અણુના કણો (જેમ કે પ્રોટીન અથવા સિન્થેટિક પોલિમર) અથવા ઘણા અણુઓ,આયનો અથવા અણુઓના સમૂહની બનેલી હોઈ શકે છે.
કોલોઇડલ કણો સાદા અણુઓ કરતા મોટા હોય છે પરંતુ નિલંબિત રહેવા માટે પૂરતા નાના હોય છે. તેમનો વ્યાસ $1$ થી $1000$ $nm$ ($10^{-9}$ થી $10^{-6}$ $m$) ની વચ્ચે હોય છે.
કોલોઇડલ કણો તેમના નાના કદને કારણે એકમ દળ દીઠ વિશાળ સપાટી ધરાવે છે. $1$ $cm$ બાજુવાળા સમઘનનો વિચાર કરો. તેની કુલ સપાટી $6$ $cm^{2}$ છે. જો તેને $10^{12}$ સમઘનમાં સમાન રીતે વિભાજિત કરવામાં આવે,તો તે સમઘન મોટા કોલોઇડલ કણોના કદના હશે અને તેની કુલ સપાટી $60,000$ $cm^{2}$ અથવા $6$ $m^{2}$ હશે.
આ વિશાળ સપાટી કોલોઇડ્સના કેટલાક વિશિષ્ટ ગુણધર્મો તરફ દોરી જાય છે.
કોલોઇડ્સનું વર્ગીકરણ નીચેના માપદંડોના આધારે કરવામાં આવે છે: $(i)$ વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક સ્થિતિ. $(ii)$ વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની આંતરક્રિયાની પ્રકૃતિ. $(iii)$ વિક્ષેપિત કલાના કણોનો પ્રકાર.
વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક સ્થિતિના આધારે વર્ગીકરણ: વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ ઘન,પ્રવાહી કે વાયુ છે તેના આધારે આઠ પ્રકારની કોલોઇડલ પ્રણાલીઓ શક્ય છે. વાયુનું બીજા વાયુ સાથેનું મિશ્રણ સમાંગ મિશ્રણ બનાવે છે અને તેથી તે કોલોઇડલ પ્રણાલી નથી.

(N/A) ચાલો સાબુના દ્રાવણનું ઉદાહરણ લઈએ. સાબુ એ ઉચ્ચ ફેટી એસિડનો સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષાર છે અને તેને $RCOO^{-} Na^{+}$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે (દા.ત. સોડિયમ સ્ટેઅરેટ $CH_{3}(CH_{2})_{16}COO^{-} Na^{+}$,જે ઘણા સાબુનો મુખ્ય ઘટક છે).
જ્યારે તેને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે તે $RCOO^{-}$ અને $Na^{+}$ આયનોમાં વિયોજિત થાય છે. $RCOO^{-}$ આયનો બે ભાગ ધરાવે છે:
$1$. લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા $R$ (જેને અધ્રુવીય 'પૂંછડી' પણ કહેવાય છે) જે હાઇડ્રોફોબિક (પાણી પ્રતિકર્ષી) છે.
$2$. ધ્રુવીય સમૂહ $COO^{-}$ (જેને ધ્રુવીય આયનીય 'શીર્ષ' પણ કહેવાય છે) જે હાઇડ્રોફિલિક (પાણી આકર્ષી) છે.
આ આયનો પાણીની સપાટી પર એકઠા થાય છે,જેમાં તેમની હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ પાણીથી દૂર રહે છે અને હાઇડ્રોફિલિક શીર્ષ પાણી તરફ રહે છે. વધુ સાંદ્રતાએ,આ આયનો દ્રાવણના જથ્થામાં ખેંચાય છે અને ગોળાકાર આકારમાં એકઠા થાય છે,જેમાં તેમની હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ કેન્દ્ર તરફ અને હાઇડ્રોફિલિક શીર્ષ ગોળાની સપાટી પર હોય છે. આ એકત્રિત રચનાને મિસેલ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) મિસેલ હાઇડ્રોફોબિક હાઇડ્રોકાર્બન જેવા કેન્દ્રીય ભાગનો બનેલો હોય છે. સાબુની સફાઈ ક્રિયાનું કારણ એ છે કે સાબુના અણુઓ તેલના ટીપાંની આસપાસ મિસેલ બનાવે છે,જેમાં સ્ટીઅરેટ આયનોનો હાઇડ્રોફોબિક ભાગ તેલના ટીપાંમાં હોય છે અને હાઇડ્રોફિલિક ભાગ ગ્રીસના ટીપાંમાંથી બહારની તરફ બ્રિસ્ટલ્સની જેમ નીકળે છે.
ધ્રુવીય જૂથો પાણી સાથે આંતરક્રિયા કરી શકે છે; સ્ટીઅરેટ આયનોથી ઘેરાયેલું તેલનું ટીપું હવે પાણીમાં ખેંચાય છે અને ગંદી સપાટી પરથી દૂર થાય છે. આમ,સાબુ તેલ અને ચરબીના ઇમલ્સિફિકેશન અને તેને ધોઈ નાખવામાં મદદ કરે છે. ગ્લોબ્યુલ્સની આસપાસનું નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલું આવરણ તેમને એકસાથે આવતા અને સમૂહ બનાવતા અટકાવે છે.

(N/A) રાસાયણિક પદ્ધતિઓ : કલિલમય વિક્ષેપન રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે,જે દ્વિવિસ્થાપન,ઓક્સિડેશન,રિડક્શન અથવા જળવિભાજન દ્વારા અણુઓના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે. આ અણુઓ પછી એકત્રિત થઈને સોલ બનાવે છે.
$As_{2}O_{3} + 3 H_{2}S \xrightarrow{\text{Double decomposition}} As_{2}S_{3 \text{ (sol)}} + 3 H_{2}O$
$SO_{2} + 2 H_{2}S \xrightarrow{\text{Oxidation}} 3 S_{\text{(sol)}} + 2 H_{2}O$
$2 AuCl_{3} + 3 HCHO + 3 H_{2}O \xrightarrow{\text{Reduction}} 2 Au_{\text{(sol)}} + 3 HCOOH + 6 HCl$
$FeCl_{3} + 3 H_{2}O \xrightarrow{\text{Hydrolysis}} Fe(OH)_{3 \text{ (sol)}} + 3 HCl$
વિદ્યુતીય વિઘટન અથવા બ્રેડિગ આર્ક પદ્ધતિ: આ પ્રક્રિયામાં વિક્ષેપન અને સંઘનન બંનેનો સમાવેશ થાય છે. સોનું,ચાંદી,પ્લેટિનમ વગેરે જેવી ધાતુઓના કલિલમય સોલ આ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિમાં,વિક્ષેપન માધ્યમમાં ડૂબેલા ધાતુના વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચે વિદ્યુત આર્ક ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. ઉત્પન્ન થતી તીવ્ર ગરમી ધાતુનું બાષ્પીભવન કરે છે,જે પછી કલિલ કદના કણો બનાવવા માટે સંઘનિત થાય છે.
પેપ્ટીકરણ : પેપ્ટીકરણ એટલે અવક્ષેપને થોડા પ્રમાણમાં વિદ્યુતવિભાજ્યની હાજરીમાં વિક્ષેપન માધ્યમ સાથે હલાવીને કલિલમય સોલમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા. આ હેતુ માટે વપરાતા વિદ્યુતવિભાજ્યને પેપ્ટીકરણ કર્તા કહેવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ તાજા બનાવેલા અવક્ષેપને કલિલમય સોલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે. પેપ્ટીકરણ દરમિયાન અવક્ષેપ તેની સપાટી પર વિદ્યુતવિભાજ્યના આયનોમાંથી એકનું અધિશોષણ કરે છે. આના કારણે અવક્ષેપ પર ધન અથવા ઋણ વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે,જે અંતે કલિલના કદના નાના કણોમાં વિભાજિત થાય છે.

(N/A) કોલોઇડલ દ્રાવણો જ્યારે તૈયાર કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને અન્ય દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ વધુ હોય છે. જોકે કોલોઇડલ દ્રાવણની સ્થિરતા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના અંશ જરૂરી છે,પરંતુ વધુ માત્રા તેને જમા (coagulate) કરી શકે છે. તેથી,આ દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓની સાંદ્રતાને જરૂરી લઘુત્તમ સ્તર સુધી ઘટાડવી જરૂરી છે.
અશુદ્ધિઓને જરૂરી લઘુત્તમ સ્તર સુધી ઘટાડવાની પ્રક્રિયાને કોલોઇડલ દ્રાવણનું શુદ્ધિકરણ કહેવામાં આવે છે. કોલોઇડલ દ્રાવણનું શુદ્ધિકરણ નીચેની પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે:
$(i)$ ડાયાલિસિસ: આ એક યોગ્ય પટલ (membrane) દ્વારા પ્રસરણની મદદથી કોલોઇડલ દ્રાવણમાંથી દ્રાવ્ય પદાર્થને દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. સાચા દ્રાવણમાં રહેલા કણો (આયનો અથવા નાના અણુઓ) પ્રાણી પટલ (મૂત્રાશય),પાર્ચમેન્ટ પેપર અથવા સેલોફેન શીટમાંથી પસાર થઈ શકે છે,પરંતુ કોલોઇડલ કણો પસાર થઈ શકતા નથી.
કોલોઇડલ દ્રાવણ ધરાવતી યોગ્ય પટલની કોથળીને એક પાત્રમાં લટકાવવામાં આવે છે જેમાં તાજું પાણી સતત વહેતું હોય છે. અણુઓ અને આયનો પટલમાંથી બહારના પાણીમાં પ્રસરણ પામે છે અને શુદ્ધ કોલોઇડલ દ્રાવણ બાકી રહે છે. આ હેતુ માટે વપરાતા સાધનને ડાયાલિઝર કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રો-ડાયાલિસિસ: સામાન્ય રીતે,ડાયાલિસિસની પ્રક્રિયા ખૂબ ધીમી હોય છે. જો અશુદ્ધ કોલોઇડલ દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય પદાર્થ માત્ર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ હોય,તો વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરીને તેને ઝડપી બનાવી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાને ઇલેક્ટ્રો-ડાયાલિસિસ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) સંખ્યાત્મક ગુણધર્મો: કલિલ કણો મોટા સમૂહો હોવાથી,કલિલ દ્રાવણમાં કણોની સંખ્યા સાચા દ્રાવણની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે. તેથી,સમાન સાંદ્રતાએ સાચા દ્રાવણો દ્વારા દર્શાવવામાં આવતા મૂલ્યોની તુલનામાં સંખ્યાત્મક ગુણધર્મો (અભિસરણ દબાણ,બાષ્પ દબાણમાં ઘટાડો,ઠારબિંદુમાં અવનયન અને ઉત્કલનબિંદુમાં ઉન્નયન) ના મૂલ્યો નાના ક્રમના હોય છે.
રંગ: કલિલ દ્રાવણનો રંગ વિક્ષેપિત કણો દ્વારા વિખેરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કણોના કદ અને સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે,સૌથી ઝીણું સોનાનું સોલ લાલ દેખાય છે,જ્યારે મોટા કણો જાંબલી અથવા વાદળી દેખાય છે.

(N/A) જો અંધારામાં રાખેલા સમાંગ દ્રાવણને પ્રકાશની દિશામાં જોવામાં આવે,તો તે સ્પષ્ટ દેખાય છે અને જો તેને પ્રકાશના કિરણની દિશામાં કાટખૂણેથી જોવામાં આવે,તો તે સંપૂર્ણપણે અંધારું દેખાય છે.
આ જ રીતે જોવામાં આવતા કલિલમય દ્રાવણો પણ પારગમિત પ્રકાશ દ્વારા વાજબી રીતે સ્પષ્ટ અથવા પારભાસક દેખાઈ શકે છે,પરંતુ જ્યારે પ્રકાશના માર્ગની કાટખૂણે જોવામાં આવે ત્યારે તેઓ હળવી થી મજબૂત આભાસી ચમક (opalescence) દર્શાવે છે,એટલે કે,કિરણનો માર્ગ વાદળી પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશિત થાય છે.
આ અસર સૌપ્રથમ ફેરાડે દ્વારા અવલોકન કરવામાં આવી હતી અને ત્યારબાદ ટિંડલ દ્વારા વિગતવાર અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો અને તેને ટિંડલ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રકાશના તેજસ્વી શંકુને ટિંડલ શંકુ કહેવામાં આવે છે.
ટિંડલ અસર એ હકીકતને કારણે છે કે કલિલમય કણો અવકાશમાં બધી દિશામાં પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરે છે. પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કલિલમય વિક્ષેપનમાં કિરણના માર્ગને પ્રકાશિત કરે છે.
સિનેમા હોલમાં ચિત્રના પ્રક્ષેપણ દરમિયાન ત્યાં હાજર ધૂળ અને ધુમાડાના કણો દ્વારા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનને કારણે ટિંડલ અસર જોઈ શકાય છે. ટિંડલ અસર ત્યારે જ જોવા મળે છે જ્યારે નીચેની બે શરતો સંતોષાય છે:
$(i)$ વિક્ષેપિત કણોનો વ્યાસ વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતા ઘણો નાનો નથી.
$(ii)$ વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમના વક્રીભવનાંક મૂલ્યમાં ખૂબ જ અલગ હોય છે.
ટિંડલ અસરનો ઉપયોગ કલિલમય અને સાચા દ્રાવણ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે થાય છે. ઝિગમોન્ડીએ $1903$ માં અલ્ટ્રામાઈક્રોસ્કોપ તરીકે ઓળખાતા સાધનને સેટ કરવા માટે ટિંડલ અસરનો ઉપયોગ કર્યો હતો. કાચના પાત્રમાં રહેલા કલિલમય દ્રાવણ પર પ્રકાશનું તીવ્ર કિરણ કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે.

(N/A) જ્યારે કલિલ દ્રાવણોને શક્તિશાળી અલ્ટ્રામાઈક્રોસ્કોપ હેઠળ જોવામાં આવે છે,ત્યારે કલિલ કણો દ્રશ્યક્ષેત્રમાં સતત ઝિગ-ઝેગ ગતિમાં હોય તેવું લાગે છે.
આ ગતિ સૌપ્રથમ બ્રિટિશ વનસ્પતિશાસ્ત્રી $Robert \ Brown$ દ્વારા જોવામાં આવી હતી અને તેથી તેને બ્રાઉનિયન ગતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ ગતિ કલિલના સ્વભાવથી સ્વતંત્ર છે પરંતુ તે કણોના કદ અને દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા (viscosity) પર આધાર રાખે છે. કદ જેટલું નાનું અને સ્નિગ્ધતા જેટલી ઓછી,તેટલી ગતિ ઝડપી હોય છે.
બ્રાઉનિયન ગતિને વિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ દ્વારા કણો પર થતા અસંતુલિત બોમ્બાર્ડમેન્ટ (bombardment) ને કારણે સમજાવવામાં આવી છે. બ્રાઉનિયન ગતિ એક હલાવવાની અસર (stirring effect) ધરાવે છે જે કણોને નીચે બેસવા દેતી નથી અને આમ તે સોલની સ્થિરતા માટે જવાબદાર છે.

કોલોઇડલ કણો હંમેશા વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. આપેલ કોલોઇડલ દ્રાવણમાં તમામ કણો પર આ વીજભારનું સ્વરૂપ સમાન હોય છે અને તે ધન અથવા ઋણ હોઈ શકે છે. કોલોઇડલ કણો પર સમાન અને સરખા વીજભારની હાજરી કોલોઇડલ દ્રાવણને સ્થિરતા પ્રદાન કરવા માટે જવાબદાર છે,કારણ કે સમાન વીજભાર ધરાવતા કણો વચ્ચેના અપાકર્ષણ બળો તેમને નજીક આવતા એકબીજા સાથે જોડાતા અથવા એકત્રિત થતા અટકાવે છે. સોલ કણો પરનો વીજભાર એક અથવા વધુ કારણોસર હોય છે,જેમ કે ધાતુઓના ઇલેક્ટ્રોડિસ્પરશન દરમિયાન સોલ કણો દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનનું શોષણ,દ્રાવણમાંથી આયનોનું પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ અને વિદ્યુત દ્વિસ્તરની રચના.

ધન વીજભારિત સોલ.	ઋણ વીજભારિત સોલ.
$(1)$ જળયુક્ત ધાતુના ઓક્સાઇડ,દા.ત.,$Al_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O$,$CrO_{3} \cdot xH_{2}O$ અને $Fe_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O$ વગેરે.	$(1)$ ધાતુઓ: દા.ત. કોપર,સિલ્વર,ગોલ્ડ સોલ.
$(2)$ બેઝિક ડાય સ્ટફ્સ દા.ત. મિથાઈલીન બ્લુ સોલ.	$(2)$ ધાતુના સલ્ફાઇડ,દા.ત.,$As_{2}S_{3}, Sb_{2}S_{3}, CdS$ સોલ.
$(3)$ હિમોગ્લોબિન (રક્ત)	$(3)$ એસિડિક ડાય સ્ટફ્સ દા.ત. ઇઓસિન,કોંગો રેડ સોલ.
$(4)$ ઓક્સાઇડ દા.ત. $TiO_{2}$ સોલ.	$(4)$ સ્ટાર્ચ,ગુંદર,જિલેટીન,માટી,ચારકોલના સોલ.

(N/A) કલિલમય કણો પરના વીજભારનું અસ્તિત્વ વિદ્યુતકણ સંચલનના પ્રયોગ દ્વારા સાબિત થાય છે. જ્યારે કલિલમય દ્રાવણમાં ડૂબેલા બે પ્લેટિનમ વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચે વિદ્યુત સ્થિતિમાન લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે કલિલમય કણો કોઈ એક વિદ્યુતધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે. લાગુ કરેલા વિદ્યુત સ્થિતિમાન હેઠળ કલિલમય કણોની આ ગતિને વિદ્યુતકણ સંચલન કહેવામાં આવે છે.
ધન વીજભારિત કણો કેથોડ તરફ ગતિ કરે છે,જ્યારે ઋણ વીજભારિત કણો એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. આકૃતિમાં દર્શાવેલ પ્રાયોગિક ગોઠવણી દ્વારા આ સમજાવી શકાય છે.
જ્યારે વિદ્યુતકણ સંચલન એટલે કે કણોની ગતિને કોઈ યોગ્ય માધ્યમ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે,ત્યારે જોવા મળે છે કે પરિક્ષેપન માધ્યમ વિદ્યુતક્ષેત્રમાં ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. આ ઘટનાને વિદ્યુત આસૃતિ (Electroosmosis) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) લાયોફોબિક સોલની સ્થિરતા કલીલ કણો પરના વીજભારને કારણે હોય છે. જો કોઈ રીતે આ વીજભાર દૂર કરવામાં આવે,તો કણો એકબીજાની નજીક આવીને સમૂહ (સ્કંદન) બનાવે છે અને ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે નીચે બેસી જાય છે.
કલીલ કણોના નીચે બેસી જવાની પ્રક્રિયાને સોલનું સ્કંદન અથવા અવક્ષેપન કહેવામાં આવે છે.
લાયોફોબિક સોલનું સ્કંદન નીચેની રીતે કરી શકાય છે:
$(i)$ વિદ્યુતકણસંચલન દ્વારા: કલીલ કણો વિરુદ્ધ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ગતિ કરે છે,વીજભાર ગુમાવે છે અને અવક્ષેપિત થાય છે.
$(ii)$ બે વિરુદ્ધ વીજભારિત સોલને મિશ્ર કરીને: જ્યારે વિરુદ્ધ વીજભારિત સોલને લગભગ સમાન પ્રમાણમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ તેમના વીજભારને તટસ્થ કરે છે અને આંશિક અથવા સંપૂર્ણ રીતે અવક્ષેપિત થાય છે. હાઇડ્રેટેડ ફેરિક ઓક્સાઇડ ($+ve$ સોલ) અને આર્સેનિયસ સલ્ફાઇડ ($-ve$ સોલ) નું મિશ્રણ તેમને અવક્ષેપિત સ્વરૂપમાં લાવે છે. આ પ્રકારના સ્કંદનને પરસ્પર સ્કંદન કહેવામાં આવે છે.
$(iii)$ ઉકાળીને: જ્યારે સોલને ઉકાળવામાં આવે છે,ત્યારે વિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ સાથે અથડામણમાં વધારો થવાને કારણે અધિશોષિત સ્તર ખલેલ પહોંચે છે. આ કણો પરનો વીજભાર ઘટાડે છે અને અંતે અવક્ષેપ સ્વરૂપે નીચે બેસી જાય છે.
$(iv)$ સતત ડાયાલિસિસ દ્વારા: લાંબા સમય સુધી ડાયાલિસિસ કરવાથી,સોલમાં હાજર ઇલેક્ટ્રોલાઇટના નિશાન લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર થઈ જાય છે અને કલીલ અસ્થિર બને છે અને અંતે સ્કંદિત થાય છે.
$(v)$ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ ઉમેરીને: જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો વધારાનો જથ્થો ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે કલીલ કણો અવક્ષેપિત થાય છે. કારણ એ છે કે કલીલ કણો પોતાની ઉપર રહેલા વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો સાથે આંતરક્રિયા કરે છે. આ તટસ્થીકરણ તરફ દોરી જાય છે જે સ્કંદનનું કારણ બને છે. કણો પરના વીજભારને તટસ્થ કરવા માટે જવાબદાર આયનને સ્કંદન આયન કહેવામાં આવે છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝ નિયમ મુજબ,ઉમેરવામાં આવેલા ફ્લોક્યુલેટિંગ આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે,તેની અવક્ષેપન કરવાની શક્તિ તેટલી વધારે. ઋણ સોલના સ્કંદનમાં ફ્લોક્યુલેટિંગ પાવરનો ક્રમ: $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^{+}$ છે,તેવી જ રીતે ધન સોલના સ્કંદનમાં ફ્લોક્યુલેટિંગ પાવરનો ક્રમ: $[Fe(CN)_{6}]^{4-} > PO_{4}^{3-} > SO_{4}^{2-} > Cl^{-}$ છે.
બે કલાકમાં સોલના અવક્ષેપન માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટની લઘુત્તમ સાંદ્રતાને ($millimoles$ પ્રતિ લિટર) સ્કંદન મૂલ્ય કહેવામાં આવે છે. જરૂરી જથ્થો જેટલો ઓછો,આયનની સ્કંદન શક્તિ તેટલી વધારે.

(N/A) લાયોફિલિક સોલનું સ્કંદન: લાયોફિલિક સોલની સ્થિરતા માટે બે પરિબળો જવાબદાર છે: કલિલ કણો પરનો વીજભાર અને તેમનું દ્રાવકયોજન (solvation). જ્યારે આ બે પરિબળો દૂર કરવામાં આવે ત્યારે લાયોફિલિક સોલનું સ્કંદન થઈ શકે છે. આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$(i)$ વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરીને.
$(ii)$ યોગ્ય દ્રાવક ઉમેરીને.
જ્યારે આલ્કોહોલ કે એસિટોન જેવા દ્રાવકો હાઇડ્રોફિલિક સોલમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે વિક્ષિપ્ત કલાનું નિર્જલીકરણ (dehydration) થાય છે. આ સ્થિતિમાં,થોડી માત્રામાં વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરવાથી સ્કંદન થઈ શકે છે.
કલિલનું રક્ષણ: લાયોફિલિક સોલ એ લાયોફોબિક સોલ કરતા વધુ સ્થિર હોય છે કારણ કે લાયોફિલિક કલિલનું વ્યાપકપણે દ્રાવકયોજન થયેલું હોય છે; એટલે કે,કલિલ કણો જે પ્રવાહીમાં વિક્ષિપ્ત હોય છે તેની એક કવચ (sheath) દ્વારા ઘેરાયેલા હોય છે.
લાયોફિલિક કલિલ લાયોફોબિક કલિલને સુરક્ષિત કરવાની વિશિષ્ટ ક્ષમતા ધરાવે છે. જ્યારે લાયોફિલિક સોલને લાયોફોબિક સોલમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે લાયોફિલિક કણો લાયોફોબિક કણોની આસપાસ એક સ્તર બનાવે છે અને આમ તેમને વિદ્યુતવિભાજ્યથી સુરક્ષિત કરે છે. આ હેતુ માટે વપરાતા લાયોફિલિક કલિલને રક્ષણાત્મક કલિલ (protective colloids) કહેવામાં આવે છે.

(A) કોલોઇડલ કણો એવા કણો તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે જેનું કદ સાચા દ્રાવણ અને નિલંબન (suspension) ના કદની વચ્ચે હોય છે.
કોલોઇડલ કણોના વ્યાસની શ્રેણી સામાન્ય રીતે $1 \ nm$ થી $1000 \ nm$ ($10^{-9} \ m$ થી $10^{-6} \ m$) હોય છે.

(A) ઘન સોલ એ એક એવી કલીલ પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ બંને ઘન હોય છે.
આ પ્રણાલીમાં,એક ઘન પદાર્થ બીજા ઘન પદાર્થમાં વિક્ષિપ્ત થયેલ હોય છે.
ઘન સોલનું એક ઉદાહરણ રંગીન રત્નો છે,જેમાં ધાતુના આયનો અથવા અન્ય ઘન અશુદ્ધિઓ ઘન ખનિજ મેટ્રિક્સમાં વિક્ષિપ્ત થયેલી હોય છે.

(C) એરોસોલ એ એક કલિલ પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષેપન માધ્યમ વાયુ હોય છે.
એરોસોલમાં,ઘન અથવા પ્રવાહી કણો વાયુમાં વિક્ષેપિત થયેલા હોય છે.
ઉદાહરણોમાં ધુમાડો (વાયુમાં ઘન) અને ધુમ્મસ (વાયુમાં પ્રવાહી) નો સમાવેશ થાય છે.

(A) ઘન સોલ એ એક કલીલ પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષેપિત કલા વાયુ છે અને વિક્ષેપન માધ્યમ ઘન છે.
આવી પ્રણાલીનું ઉદાહરણ $Pumice \ stone$ (પ્યુમિસ સ્ટોન) છે,જેમાં વાયુના પરપોટા ઘન માધ્યમમાં ફસાયેલા હોય છે.

(A) કલિલ એ એક વિષમાંગ પ્રણાલી છે જેમાં એક પદાર્થ બીજા પદાર્થમાં અતિ સૂક્ષ્મ કણો તરીકે વિક્ષેપિત થયેલ હોય છે,જેને વિક્ષેપન માધ્યમ કહેવામાં આવે છે.
ધૂમાડો એ કલિલનું એક ઉદાહરણ છે જેમાં ઘન કણો (જેમ કે કાર્બન) વાયુમાં (જેમ કે હવા) વિક્ષેપિત થયેલા હોય છે.
તેથી,તે વાયુમાં વિક્ષેપિત ઘન છે.

(A) પરિક્ષિપ્ત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની આંતરક્રિયાના સ્વભાવને આધારે,કલિલ દ્રાવણોને $2$ પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$1$. દ્રવરાગી (Lyophilic) કલિલ
$2$. દ્રવવિરાગી (Lyophobic) કલિલ
તેથી,સાચો જવાબ $2$ છે.

(A) મલ્ટીમોલેક્યુલર કલૉઇડ્સ એ $1 \ nm$ કરતા ઓછા વ્યાસ ધરાવતા અણુઓ અથવા નાના અણુઓના મોટા સમૂહ દ્વારા બને છે.
આ સમૂહો કલૉઇડલ શ્રેણીમાં કદ ધરાવે છે,જે સામાન્ય રીતે $1 \ nm$ થી $1000 \ nm$ ની વચ્ચે હોય છે.

(A) $CMC$ (ક્રિટિકલ માઈસેલ કોન્સન્ટ્રેશન) એ સર્ફેક્ટન્ટની એવી સાંદ્રતા છે જેની ઉપર માઈસેલ્સ બને છે.
સાબુ માટે (જે લાંબી શૃંખલા ધરાવતા ફેટી એસિડના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષાર છે),$CMC$ સામાન્ય રીતે $10^{-4} \text{ થી } 10^{-3} \text{ mol L}^{-1}$ ની શ્રેણીમાં હોય છે.

(B) પાયસ એ એક કલીલ પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે. તેથી,પાયસમાં વિક્ષેપિત કલા હંમેશા પ્રવાહી હોય છે.

(N/A) આ પ્રવાહી-પ્રવાહી કલિલમય પ્રણાલીઓ છે,એટલે કે એક પ્રવાહીમાં બીજા પ્રવાહીના સૂક્ષ્મ ટીપાંનું વિક્ષેપન. જો બે અદ્રાવ્ય અથવા આંશિક રીતે મિશ્રિત પ્રવાહીના મિશ્રણને હલાવવામાં આવે,તો એક પ્રવાહીનું બીજામાં સ્થૂળ વિક્ષેપન પ્રાપ્ત થાય છે જેને પાયસ કહેવામાં આવે છે.
સામાન્ય રીતે,બે પ્રવાહીમાંથી એક પાણી હોય છે. પાયસના બે પ્રકાર છે:
$(i)$ પાણીમાં તેલનું વિક્ષેપન ($o/w$ પ્રકાર)
$(ii)$ તેલમાં પાણીનું વિક્ષેપન ($w/o$ પ્રકાર)
પ્રથમ પ્રણાલીમાં,પાણી વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ પ્રકારના પાયસના ઉદાહરણો દૂધ અને વેનિશિંગ ક્રીમ છે. દૂધમાં,પ્રવાહી ચરબી પાણીમાં વિક્ષેપિત હોય છે. બીજી પ્રણાલીમાં,તેલ વિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ પ્રકારના સામાન્ય ઉદાહરણો માખણ અને ક્રીમ છે.
પાણીમાં તેલના પાયસ અસ્થાયી હોય છે અને ક્યારેક સ્થિર રાખવાથી તે બે સ્તરોમાં અલગ થઈ જાય છે. પાયસના સ્થિરીકરણ માટે,સામાન્ય રીતે ત્રીજો ઘટક ઉમેરવામાં આવે છે જેને પાયસીકારક (emulsifying agent) કહેવામાં આવે છે. પાયસીકારક નિલંબિત કણો અને માધ્યમ વચ્ચે આંતરપૃષ્ઠીય ફિલ્મ બનાવે છે. $o/w$ પાયસ માટે મુખ્ય પાયસીકારક પ્રોટીન,ગુંદર,કુદરતી અને કૃત્રિમ સાબુ વગેરે છે,અને $w/o$ પાયસ માટે ફેટી એસિડના ભારે ધાતુના ક્ષાર,લાંબી શૃંખલા ધરાવતા આલ્કોહોલ,લેમ્પબ્લેક વગેરે છે.
પાયસને વિક્ષેપન માધ્યમના કોઈપણ જથ્થા સાથે મંદ કરી શકાય છે. બીજી તરફ,વિક્ષેપિત પ્રવાહી જ્યારે મિશ્ર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે અલગ સ્તર બનાવે છે. પાયસમાં ટીપાં ઘણીવાર ઋણ વીજભારિત હોય છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ દ્વારા તેનું અવક્ષેપન કરી શકાય છે. તેઓ બ્રાઉનિયન ગતિ અને ટિન્ડલ અસર પણ દર્શાવે છે. પાયસને ગરમ કરીને,ઠંડું કરીને,સેન્ટ્રિફ્યુજ કરીને વગેરે દ્વારા ઘટક પ્રવાહીમાં તોડી શકાય છે.

(N/A) પાયસને મુખ્યત્વે વિક્ષિપ્ત કલા (dispersed phase) અને વિક્ષેપન માધ્યમ (dispersion medium) ના સ્વભાવના આધારે $2$ પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$1$. તેલનું પાણીમાં $(O/W)$ પ્રકાર: આ પ્રકારમાં,તેલ વિક્ષિપ્ત કલા છે અને પાણી વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણ: દૂધ,વેનિશિંગ ક્રીમ.
$2$. પાણીનું તેલમાં $(W/O)$ પ્રકાર: આ પ્રકારમાં,પાણી વિક્ષિપ્ત કલા છે અને તેલ વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણ: માખણ,કોલ્ડ ક્રીમ.

(A) $O/W$ (તેલનું પાણીમાં) પાયસ એ છે જેમાં તેલ એ વિક્ષિપ્ત કલા છે અને પાણી એ વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણોમાં $Milk$ (દૂધ) અને $Vanishing \text{ } cream$ નો સમાવેશ થાય છે.
$W/O$ (પાણીનું તેલમાં) પાયસ એ છે જેમાં પાણી એ વિક્ષિપ્ત કલા છે અને તેલ એ વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણોમાં $Butter$ (માખણ) અને $Cold \text{ } cream$ નો સમાવેશ થાય છે.

(A) પાયસ એ કલિલમય પ્રણાલીઓ છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે.
તેને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$1$. પાણીમાં તેલ $(O/W)$ પ્રકાર: આમાં,તેલ વિક્ષિપ્ત કલા છે અને પાણી વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણોમાં દૂધ અને વેનિશિંગ ક્રીમનો સમાવેશ થાય છે.
$2$. તેલમાં પાણી $(W/O)$ પ્રકાર: આમાં,પાણી વિક્ષિપ્ત કલા છે અને તેલ વિક્ષેપન માધ્યમ છે. ઉદાહરણોમાં માખણ અને કોલ્ડ ક્રીમનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,વેનિશિંગ ક્રીમ અને દૂધ બંને $O/W$ પ્રકારના પાયસના ઉદાહરણો છે.

(N/A) કોલોઇડ્સના ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ આકાશનો વાદળી રંગ: હવામાં રહેલા ધૂળના રજકણો અને પાણીના ટીપાં વાદળી પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરે છે,જે આપણી આંખો સુધી પહોંચતા આકાશ વાદળી દેખાય છે.
$(ii)$ ધુમ્મસ,ઝાકળ અને વરસાદ: જ્યારે ધૂળના રજકણો ધરાવતી હવા તેના ઝાકળબિંદુથી નીચે ઠંડી પડે છે,ત્યારે ભેજ આ કણો પર ઘનીભૂત થઈને સૂક્ષ્મ ટીપાં બનાવે છે. આ ટીપાં કોલોઇડલ સ્વરૂપના હોવાથી હવામાં તરે છે. વાદળો એ હવામાં તરતા પાણીના સૂક્ષ્મ ટીપાં ધરાવતા એરોસોલ છે.
વાતાવરણના ઉપરના ભાગમાં ઘનીકરણને કારણે આ ટીપાં મોટા થાય છે અને વરસાદ સ્વરૂપે નીચે પડે છે. જ્યારે વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા બે વાદળો મળે ત્યારે પણ વરસાદ પડે છે. વિમાનમાંથી વીજભારિત રેતી અથવા વાદળોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતું સોલ છાંટીને કૃત્રિમ વરસાદ લાવી શકાય છે.
$(iii)$ ખાદ્ય પદાર્થો: દૂધ,માખણ,હલવો,આઈસ્ક્રીમ,ફળોના રસ વગેરે કોલોઇડ્સ છે.
$(iv)$ રુધિર: તે આલ્બ્યુમિનોઇડ પદાર્થનું કોલોઇડલ દ્રાવણ છે. ફટકડી અને ફેરિક ક્લોરાઇડની લોહી રોકવાની ક્રિયા રુધિરના સ્કંદનને કારણે થાય છે,જે ગંઠાઈ જઈને રક્તસ્ત્રાવ અટકાવે છે.
$(v)$ જમીન: ફળદ્રુપ જમીન કોલોઇડલ સ્વરૂપની હોય છે જેમાં હ્યુમસ રક્ષણાત્મક કોલોઇડ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ ગુણધર્મને કારણે જમીન ભેજ અને પોષક તત્વોનું શોષણ કરે છે.
$(vi)$ ડેલ્ટાનું નિર્માણ: નદીનું પાણી માટીનું કોલોઇડલ દ્રાવણ છે. દરિયાના પાણીમાં ઘણા વિદ્યુતવિભાજ્યો હોય છે. જ્યારે નદીનું પાણી દરિયાના પાણીને મળે છે,ત્યારે દરિયાના પાણીમાં રહેલા વિદ્યુતવિભાજ્યો માટીના કોલોઇડલ દ્રાવણનું સ્કંદન કરે છે,જેના પરિણામે તે જમા થાય છે અને ડેલ્ટા બને છે.

(N/A) કલૉઇડ્સ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે વપરાય છે. તેના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ધુમાડાનું વિદ્યુતીય અવક્ષેપન: ધુમાડો એ હવામાં કાર્બન,આર્સેનિક સંયોજનો,ધૂળ વગેરે જેવા ઘન કણોનું કલૉઇડલ દ્રાવણ છે. ધુમાડો ચીમનીમાંથી બહાર આવે તે પહેલાં તેને એવી ચેમ્બરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જેમાં ધુમાડાના કણો પરના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતી પ્લેટો હોય છે. આ પ્લેટોના સંપર્કમાં આવતા કણો પોતાનો વીજભાર ગુમાવે છે અને અવક્ષેપિત થાય છે. આમ,કણો ચેમ્બરના તળિયે બેસી જાય છે. આ અવક્ષેપકને કોટ્રેલ અવક્ષેપક કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ પીવાના પાણીનું શુદ્ધિકરણ: કુદરતી સ્ત્રોતોમાંથી મેળવેલા પાણીમાં ઘણીવાર નિલંબિત અશુદ્ધિઓ હોય છે. આવી અશુદ્ધિઓને સ્કંદિત કરવા અને પાણીને પીવાલાયક બનાવવા માટે તેમાં ફટકડી ઉમેરવામાં આવે છે.
$(iii)$ દવાઓ: મોટાભાગની દવાઓ કલૉઇડલ સ્વભાવની હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે,આર્ગાયરોલ એ સિલ્વર સોલ છે જેનો ઉપયોગ આંખના લોશન તરીકે થાય છે.

(A) એક કલિલ પ્રણાલી જેમાં ઘન કણો (જેમ કે કાર્બન,આર્સેનિક સંયોજનો અને ધૂળ) વાયુ (હવા) માં વિક્ષેપિત હોય છે તેને $Smoke$ (ધૂમાડો) કહેવામાં આવે છે.
$Smoke$ માં,વિક્ષેપિત કલા $Solid$ (ઘન) છે અને વિક્ષેપન માધ્યમ $Gas$ (વાયુ) છે.