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

(A) सोडियम स्टीयरेट एक आयनिक सर्फेक्टेंट है। पानी में,यह गोलाकार मिसेल बनाता है। हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन पूंछ,$CH_{3}(CH_{2})_{16}-$,पानी के संपर्क से बचने के लिए गोले के केंद्र की ओर इंगित करती है,जबकि हाइड्रोफिलिक सिर,$-COO^{-}$,पानी के साथ बातचीत करने के लिए सतह की ओर इंगित करता है।

(A) कोलाइडल प्रणालियों का वर्गीकरण इस प्रकार है:
$a$. पनीर एक जेल है,जो ठोस में द्रव का परिक्षेपण है $(iv)$.
$b$. प्यूमिस पत्थर एक ठोस फोम है,जो ठोस में गैस का परिक्षेपण है $(iii)$.
$c$. हेयर क्रीम एक पायस (इमल्शन) है,जो द्रव में द्रव का परिक्षेपण है $(i)$.
$d$. बादल एक एरोसोल है,जो गैस में द्रव का परिक्षेपण है $(ii)$.
अतः,सही मिलान $a-iv, b-iii, c-i, d-ii$ है।

(B) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,आयन पर आवेश का परिमाण बढ़ने के साथ उसकी ऊर्णन शक्ति बढ़ती है।
धनात्मक सोल के लिए,स्कंदन करने वाले आयन ऋणात्मक होने चाहिए।
धनात्मक सोल के लिए ऊर्णन शक्ति का सही क्रम $[Fe(CN)_{6}]^{4-} > PO_{4}^{3-} > SO_{4}^{2-} > Cl^{-}$ है।
अतः,विकल्प $B$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि यह विपरीत क्रम दर्शाता है।

(B) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,किसी आयन की स्कंदन क्षमता उसकी संयोजकता पर निर्भर करती है। ऊर्णन आयन की संयोजकता जितनी अधिक होती है,अवक्षेपण करने की उसकी शक्ति उतनी ही अधिक होती है।
कथन $I$ सही है: ऋणात्मक सोल के लिए,धनायनों की स्कंदन क्षमता का क्रम $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^{+}$ होता है क्योंकि धनायन की संयोजकता स्कंदन क्षमता के सीधे समानुपाती होती है।
कथन $II$ गलत है: धनात्मक सोल के लिए,स्कंदन क्षमता ऋणायन की संयोजकता पर निर्भर करती है। क्रम ऋणायनों की संयोजकता $(Cl^- < SO_{4}^{2-} < PO_{4}^{3-})$ पर आधारित होना चाहिए। इसलिए,लवणों के लिए ऊर्णन क्षमता का सही क्रम $NaCl < Na_{2}SO_{4} < Na_{3}PO_{4}$ होना चाहिए।

(C) कथन $I$ सही है क्योंकि पायस ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर प्रणालियाँ हैं,और तेल की बूंदें समय के साथ आपस में जुड़कर दो परतों में अलग हो जाती हैं।
कथन $II$ गलत है क्योंकि पायस में इलेक्ट्रोलाइट की अधिकता मिलाने से आमतौर पर पायस का स्कंदन (coagulation) हो जाता है या वह टूट जाता है,न कि उसका स्थिरीकरण होता है। पायस को स्थिर करने के लिए पायसीकारी एजेंट (emulsifiers) जैसे साबुन,प्रोटीन या गोंद मिलाए जाते हैं,जो परिक्षिप्त बूंदों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक परत बनाते हैं।

(B) टिंडल प्रभाव को देखने के लिए,दो मुख्य शर्तें पूरी होनी चाहिए:
$1$. परिक्षिप्त कणों का व्यास उपयोग किए गए प्रकाश की तरंगदैर्ध्य से बहुत छोटा नहीं होना चाहिए।
$2$. परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के अपवर्तनांक के मान में बहुत अधिक अंतर होना चाहिए।
इसलिए,यह कथन कि परिक्षिप्त कणों का व्यास उपयोग किए गए प्रकाश की तरंगदैर्ध्य से बहुत छोटा होता है,गलत है।

(C) साबुन की सफाई क्रिया मिसेल के निर्माण पर आधारित है।
मिसेल साबुन के अणुओं का समूह है जो तभी बनता है जब पानी में साबुन की सांद्रता $Critical \text{ } Micelle \text{ } Concentration$ $(CMC)$ तक पहुँच जाती है या उससे अधिक हो जाती है।
यदि साबुन की सांद्रता $CMC$ से कम है,तो साबुन के अणु व्यक्तिगत आयनों या अणुओं के रूप में रहते हैं और ग्रीस या गंदगी के कणों को प्रभावी ढंग से नहीं फँसा सकते हैं।
इसलिए,बहुत कम साबुन का उपयोग करने से मिसेल का निर्माण नहीं होता है,जिससे सफाई प्रक्रिया अप्रभावी हो जाती है।

(A) . द्रवस्नेही कोलाइड रक्षी कोलाइड के रूप में कार्य करते हैं।
$B$. पायस द्रव-द्रव कोलाइड होते हैं।
$C$. $FeCl_3$ और गर्म जल की अभिक्रिया से धनावेशित हाइड्रेटेड फेरिक ऑक्साइड का कोलाइड बनता है।
$D$. $FeCl_3$ और $NaOH$ की अभिक्रिया से $OH^-$ आयनों के अधिशोषण के कारण ऋणावेशित कोलाइड बनता है।
अतः,सही मिलान $A-II, B-I, C-IV, D-III$ है।

(C) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$A$. ऋणावेशित सॉल: $CdS$ सॉल $(II)$
$B$. मैक्रोमोलेक्युलर कोलाइड: स्टार्च $(III)$
$C$. धनावेशित सॉल: $Fe_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O$ $(I)$
$D$. पनीर: एक जेल $(IV)$
अतः,सही क्रम $A-II, B-III, C-I, D-IV$ है।

(C) कोलाइडल कण की सतह पर स्थिर परत और विसरित परत के बीच के विभवांतर को ज़ेटा विभव या इलेक्ट्रोकाइनेटिक विभव कहा जाता है।

(A) आंकड़े अपर्याप्त हैं।

(D) कोलाइडल कणों पर विद्युत आवेश होता है,जो उनकी स्थिरता का मुख्य कारक है।
चूंकि किसी दिए गए कोलाइडल विलयन में सभी कण एक ही प्रकार का आवेश रखते हैं,इसलिए वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं,जिससे वे एक साथ आने या अवक्षेपित होने से बच जाते हैं।
अतः,कोलाइडल कणों पर समान और एक जैसे आवेशों की उपस्थिति कोलाइडल विलयन को स्थिरता प्रदान करती है।

(C) मिसेल निर्माण हाइड्रोफोबिक प्रभाव द्वारा संचालित एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है।
मिसेल निर्माण के दौरान,सर्फेक्टेंट अणुओं की हाइड्रोफोबिक पूंछें एकत्रित हो जाती हैं,जिससे पूंछों के चारों ओर व्यवस्थित पानी के अणु मुक्त हो जाते हैं।
पानी के अणुओं के इस मुक्त होने से निकाय की एन्ट्रापी में शुद्ध वृद्धि होती है,इसलिए $\Delta S > 0$।
इसके अतिरिक्त,यह प्रक्रिया ऊष्माशोषी है,जिसका अर्थ है $\Delta H > 0$।
अतः,कथन $B$ और $C$ सही हैं।

(A) कोलाइडल घोल का रंग परिक्षिप्त कणों के आकार और आकृति पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे गोल्ड सोल के कणों का आकार बढ़ता है,कणों द्वारा प्रकीर्णित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बदल जाती है,जिसके परिणामस्वरूप देखे गए रंग में परिवर्तन होता है (लाल से बैंगनी,फिर नीला और अंत में सुनहरा)।
इसलिए,अभिकथन $A$ सत्य है।
कारण $R$ सही ढंग से बताता है कि कोलाइडल घोल का रंग परिक्षिप्त कणों द्वारा प्रकीर्णित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है,जो कणों के आकार का सीधा परिणाम है।
अतः,$A$ और $R$ दोनों सत्य हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(C) अभिकथन $(A)$ सही है क्योंकि विलेय पदार्थ (क्रिस्टलॉइड्स) चर्मपत्र कागज से गुजर सकते हैं,जबकि कोलाइडल कण नहीं गुजर सकते,जिससे डायलिसिस द्वारा शुद्धिकरण संभव होता है।
कारण $(R)$ गलत है क्योंकि वास्तविक घोल के कण (क्रिस्टलॉइड्स) आसानी से चर्मपत्र कागज से गुजर सकते हैं,जबकि कोलाइडल कण आकार में बड़े होने के कारण इससे नहीं गुजर सकते।
अतः,$(A)$ सही है लेकिन $(R)$ गलत है।

(A) एल्ब्यूमिन एक प्रोटीन है,जो एक मैक्रोमोलेक्यूल है। जब इसे पानी या तनु लवण घोल जैसे उपयुक्त विलायक में परिक्षिप्त किया जाता है,तो यह एक लायोफिलिक सोल बनाता है।
चूंकि एल्ब्यूमिन का परिक्षेपण माध्यम के लिए उच्च आकर्षण होता है,इसलिए यह लायोफिलिक सोल बनाता है।

(D) लायोफोबिक सोल का स्कंदन कोलाइडल कणों पर मौजूद आवेश को उदासीन करके किया जाता है।
$(i)$ विद्युत-अपघट्य मिलाने से आयन प्राप्त होते हैं जो आवेश को उदासीन करते हैं।
$(ii)$ वैद्युतकणसंचलन में कण विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर गति करते हैं,जिससे वे उदासीन होकर स्कंदित हो जाते हैं।
$(iv)$ विपरीत आवेशित सोल मिलाने से पारस्परिक स्कंदन होता है।
$(iii)$ रक्षी कोलाइड का उपयोग लायोफोबिक सोल को स्थिर करने के लिए किया जाता है,न कि स्कंदन के लिए।
अतः,सही विधियाँ $(i), (ii)$ और $(iv)$ हैं।

(C) कथन $I:$ कोलाइडल कण अणुओं के समूह होते हैं। उनके बड़े आकार के कारण,कोलाइड के दिए गए द्रव्यमान में कणों की संख्या वास्तविक विलयन के समान द्रव्यमान में कणों की संख्या से बहुत कम होती है। चूंकि अणुसंख्यक गुणधर्म कणों की संख्या पर निर्भर करते हैं,इसलिए वास्तविक विलयनों की तुलना में कोलाइड के लिए वे छोटे क्रम के होते हैं। यह कथन सत्य है।
कथन $II:$ हेल्महोल्ट्ज़ डबल लेयर सिद्धांत के अनुसार,स्थिर परत और विपरीत आवेशों की विसरित परत के बीच के विभवांतर को इलेक्ट्रोकाइनेटिक विभव या ज़ेटा विभव के रूप में जाना जाता है। यह कथन सत्य है।

(A) जब $FeCl_{3}$ को $NaOH$ में मिलाया जाता है,तो ऋणावेशित फेरिक हाइड्रॉक्साइड सॉल $[Fe(OH)_{3} \cdot OH^-]$ बनता है।
हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,किसी आयन की स्कंदन शक्ति उसके आवेश के परिमाण के साथ बढ़ती है।
ऋणावेशित सॉल के लिए,धनायनों की स्कंदन शक्ति का क्रम $Al^{3+} > Ca^{2+} > Na^+$ होता है।
दिए गए विकल्पों में से,$AlCl_{3}$ में $Al^{3+}$ आयन होते हैं,जिनका आवेश सबसे अधिक होता है और इसलिए इनकी स्कंदन शक्ति सबसे अधिक होती है,जिससे स्कंदन की दर सबसे तीव्र होती है।

(B) . परासरण: विलायक के अणु अर्ध-पारगम्य झिल्ली से होकर विलयन की ओर जाते हैं $(III)$.
$B$. प्रतिलोम परासरण: विलायक के अणु अर्ध-पारगम्य झिल्ली से होकर विलायक की ओर जाते हैं $(I)$.
$C$. विद्युत-परासरण: परिक्षेपण माध्यम विद्युत क्षेत्र में गति करता है $(IV)$.
$D$. विद्युत कण संचलन: विद्युत विभव के प्रभाव में आवेशित कोलाइडल कणों का विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर संचलन $(II)$.
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-IV, D-II$ है।

(A) एक अध्रुवीय विलायक में,सर्फेक्टेंट अणु रिवर्स मिसेल बनाते हैं। ध्रुवीय सिर,जो हाइड्रोफिलिक होते हैं,अध्रुवीय विलायक के साथ संपर्क को कम करने के लिए केंद्र में एकत्रित हो जाते हैं,जबकि अध्रुवीय पूंछ,जो लिपोफिलिक होती हैं,बाहर की ओर अध्रुवीय विलायक में फैल जाती हैं। यह संरचना विकल्प $A$ द्वारा दर्शाई गई है।

(C) जिस कोलाइडल तंत्र में द्रव परिक्षेपण माध्यम होता है,उसे पायस (यदि परिक्षिप्त प्रावस्था द्रव हो) या सोल (यदि परिक्षिप्त प्रावस्था ठोस हो) कहा जाता है।
दिए गए तंत्रों का वर्गीकरण:
$1$. रत्न: ठोस सोल (ठोस में ठोस)
$2$. पेंट्स: सोल (ठोस में द्रव)
$3$. धुआं: एयरोसोल (ठोस में गैस)
$4$. पनीर: जेल (द्रव में ठोस)
$5$. दूध: पायस (द्रव में द्रव)
$6$. हेयर क्रीम: पायस (द्रव में द्रव)
$7$. कीटनाशक स्प्रे: एयरोसोल (द्रव में गैस)
$8$. झाग: फोम (गैस में द्रव)
$9$. साबुन का झाग: फोम (गैस में द्रव)
द्रव परिक्षेपण माध्यम वाले तंत्र हैं: पेंट्स,दूध,हेयर क्रीम,झाग और साबुन का झाग।
कुल संख्या = $5$.

(A) किसी विद्युत अपघट्य की स्कंदन शक्ति उसके स्कंदन मान के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$\text{स्कंदन शक्ति} (C.P.) = \frac{1}{\text{स्कंदन मान} (C.V.)}$
दिया गया है:
$(C.V.)_{AlCl_3} = 0.09$
$(C.V.)_{NaCl} = 50.04$
स्कंदन शक्तियों का अनुपात:
$\frac{(C.P.)_{AlCl_3}}{(C.P.)_{NaCl}} = \frac{(C.V.)_{NaCl}}{(C.V.)_{AlCl_3}}$
$\frac{(C.P.)_{AlCl_3}}{(C.P.)_{NaCl}} = \frac{50.04}{0.09} = 556$
अतः,$AlCl_3$ की स्कंदन शक्ति $NaCl$ की स्कंदन शक्ति की $556$ गुना है। इस प्रकार,$x = 556$.

(A) अधिशोषण सतह ऊर्जा में कमी के कारण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है $(\Delta H_{\text{ads}} < 0)$।
मिसेल निर्माण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है $(\Delta H_{\text{mic}} > 0)$।

(C) रक्त एक कोलाइडल प्रणाली है जो ऋणावेशित होती है।
हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,किसी आयन की स्कंदन शक्ति उसकी संयोजकता के सीधे समानुपाती होती है।
$Fe^{3+}$ आयन,जो उच्च धनावेशित होते हैं,रक्त कोलाइड्स पर मौजूद ऋणावेश को प्रभावी ढंग से उदासीन कर देते हैं,जिससे स्कंदन होता है और रक्तस्राव रुक जाता है।

(D) लायोफिलिक सोल,लायोफोबिक सोल के लिए रक्षक कोलाइड के रूप में कार्य करते हैं। जब एक लायोफिलिक सोल को लायोफोबिक सोल में मिलाया जाता है,तो लायोफिलिक कण लायोफोबिक कणों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक परत या फिल्म बना लेते हैं,जिससे इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा उनका स्कंदन रुक जाता है।

(C) टिंडल प्रभाव तब देखा जाता है जब परिक्षिप्त कणों का व्यास उपयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा नहीं होता है।
जब कणों का आकार पर्याप्त बड़ा होता है (प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के तुलनीय),तो प्रकाश कणों से टकराकर सभी दिशाओं में बिखर जाता है,जिससे प्रकाश का मार्ग दिखाई देने लगता है।
अतः,अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सही हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(A) स्कंदन मान को $2$ घंटे में $1 \ L$ सॉल का स्कंदन करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रोलाइट के मिलीमोल के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
$NaCl$ विलयन का आयतन = $20 \ mL$
$NaCl$ विलयन की मोलरता = $0.5 \ M$
$As_2S_3$ सॉल का आयतन = $200 \ mL$
$NaCl$ के मिलीमोल = $0.5 \times 20 = 10 \ mmol$।
ये $10 \ mmol$ $NaCl$ की आवश्यकता $200 \ mL$ सॉल के लिए है।
$1000 \ mL$ $(1 \ L)$ सॉल के लिए आवश्यक मिलीमोल = $(10 / 200) \times 1000 = 50 \ mmol/L$।
अतः,$NaCl$ का स्कंदन मान $50$ है।

(D) प्यूमिस स्टोन $Solid \ sol$ नामक कोलाइड का एक प्रकार है।
इस प्रणाली में,परिक्षिप्त प्रावस्था (dispersed phase) $Gas$ है और परिक्षेपण माध्यम (dispersion medium) $Solid$ है।

(B) $Statement-1$ सत्य है: मिसेल्स वास्तव में सर्फेक्टेंट अणुओं द्वारा केवल क्रिटिकल मिसेलर कंसंट्रेशन $(CMC)$ और क्राफ्ट तापमान $(T_k)$ से ऊपर बनते हैं।
$Statement-2$ सत्य है: $(CMC)$ पर,व्यक्तिगत सर्फेक्टेंट आयन बड़े,भारी मिसेलर कण बनाने के लिए एकत्रित होते हैं। इन बड़े कणों की गतिशीलता व्यक्तिगत आयनों की तुलना में कम होती है,जिससे विलयन की मोलर चालकता में तीव्र गिरावट आती है।
निष्कर्ष: यद्यपि दोनों कथन सत्य हैं,चालकता में कमी मिसेल निर्माण का परिणाम है,न कि मिसेल बनने का कारण। इसलिए,$Statement-2$,$Statement-1$ की सही व्याख्या नहीं है।

(A) सर्फेक्टेंट की क्रिटिकल मिसेल सांद्रता $(CMC)$ हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखला की लंबाई बढ़ने के साथ कम हो जाती है।
इसका कारण यह है कि एक लंबी हाइड्रोफोबिक श्रृंखला सर्फेक्टेंट अणु को अधिक हाइड्रोफोबिक बनाती है,जिससे पानी में इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है और पानी के साथ संपर्क को कम करने के लिए मिसेल में एकत्रित होने की इसकी प्रवृत्ति बढ़ जाती है।
श्रृंखला की लंबाई की तुलना करने पर:
विकल्प $A$: $16$ कार्बन
विकल्प $B$: $12$ कार्बन
विकल्प $C$: $7$ कार्बन
विकल्प $D$: $12$ कार्बन
चूंकि विकल्प $A$ में सबसे लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला ($16$ कार्बन) है,इसलिए इसका $CMC$ मान सबसे कम होगा।

(C) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,किसी इलेक्ट्रोलाइट की स्कंदन शक्ति सक्रिय आयन की संयोजकता पर निर्भर करती है (वह आयन जिस पर कोलाइडल कणों के विपरीत आवेश होता है)।
$Sb_2S_3$ सोल एक ऋणात्मक आवेशित सोल है। इसलिए,यह मिलाए गए इलेक्ट्रोलाइट्स के धनात्मक आवेशित आयनों द्वारा स्कंदित होता है।
दिए गए इलेक्ट्रोलाइट्स में धनात्मक आयन हैं: $Na^+$,$Ca^{2+}$,$Al^{3+}$,और $NH_4^+$.
हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,आयन पर आवेश का परिमाण बढ़ने के साथ स्कंदन शक्ति बढ़ती है। स्कंदन शक्ति का क्रम $Al^{3+} > Ca^{2+} > Na^+ = NH_4^+$ है।
चूंकि $Al^{3+}$ का आवेश सबसे अधिक $(+3)$ है,इसलिए $Al_2(SO_4)_3$,$Sb_2S_3$ सोल के लिए सबसे प्रभावी स्कंदन कारक है।
अतः,विकल्प $C$ सही है।

(D) सही विकल्प $D$ $(I: CH_3OH, II: KCl, III: CH_3(CH_2)_{11}OSO_3^{-}Na^{+})$ है।
$1$. $CH_3OH$ एक विलेय है जो पानी के पृष्ठ तनाव को कम करता है क्योंकि यह पानी के हाइड्रोजन बॉन्डिंग नेटवर्क को बाधित करता है,जिससे सांद्रता बढ़ने के साथ पृष्ठ तनाव में धीरे-धीरे कमी आती है (रेखाचित्र $I$)।
$2$. $KCl$ एक अकार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट है। जब इसे पानी में मिलाया जाता है,तो यह अंतर-आणविक आकर्षण बलों को बढ़ाता है,जिससे सांद्रता बढ़ने के साथ पृष्ठ तनाव में थोड़ी वृद्धि होती है (रेखाचित्र $II$)।
$3$. $CH_3(CH_2)_{11}OSO_3^{-}Na^{+}$ एक सर्फेक्टेंट (साबुन/डिटर्जेंट) है। यह क्रिटिकल माइसेल सांद्रता $(CMC)$ तक पहुँचने तक पानी के पृष्ठ तनाव को काफी कम कर देता है,जिसके बाद पृष्ठ तनाव लगभग स्थिर रहता है या थोड़ा बढ़ जाता है (रेखाचित्र $III$)।

(A) $(I)$ लायोफोबिक कोलाइड्स में परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के बीच कोई आकर्षण नहीं होता है,इसलिए उन्हें साधारण मिश्रण द्वारा तैयार नहीं किया जा सकता; विशेष विधियों की आवश्यकता होती है।
$(II)$ इमल्शन वे कोलाइडल सिस्टम हैं जिनमें परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम दोनों द्रव होते हैं।
$(III)$ मिसेल्स केवल $CMC$ (क्रिटिकल मिसेल सांद्रता) और क्राफ्ट तापमान $(T_k)$ से ऊपर के तापमान पर ही बनते हैं।
$(IV)$ टिंडल प्रभाव केवल तब होता है जब परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के अपवर्तनांक में बड़ा अंतर होता है।
अतः,कथन $(I)$ और $(II)$ सही हैं।

(C) लायोफोबिक कोलाइड्स स्वाभाविक रूप से अस्थिर होते हैं और मुख्य रूप से उनकी सतह पर विद्युत आवेश की उपस्थिति से स्थिर होते हैं।
$(A)$ विलयन से सामान्य आयनों का अधिमान्य अधिशोषण एक आवेशित सतह बनाता है,जो कणों के बीच स्थिर-विद्युत प्रतिकर्षण की ओर ले जाता है,जिससे वे एकत्रित नहीं हो पाते।
$(D)$ स्थिर परत और विसरित परत के बीच विभवांतर (जिसे ज़ेटा विभव कहा जाता है) स्थिरता बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रतिकर्षण बल प्रदान करता है।
इसलिए,$(A)$ और $(D)$ दोनों लायोफोबिक कोलाइडल कणों की स्थिरता के लिए सही कारण हैं।

(A) सोडियम स्टीयरेट एक सर्फेक्टेंट है जो कम सांद्रता पर एक प्रबल विद्युत अपघट्य के रूप में व्यवहार करता है।
जैसे-जैसे सांद्रता बढ़ती है,अंतर-आयनिक आकर्षण के कारण मोलर चालकता $\left(\Lambda_m\right)$ कम हो जाती है,जो अन्य प्रबल विद्युत अपघट्यों के समान है।
हालाँकि,एक बार जब सांद्रता क्रिटिकल मिसेल सांद्रता $(CMC)$ तक पहुँच जाती है,तो व्यक्तिगत आयन बड़े,भारी मिसेल बनाने के लिए एकत्रित हो जाते हैं।
इन मिसेल्स की गतिशीलता व्यक्तिगत आयनों की तुलना में बहुत कम होती है,जिसके कारण $CMC$ बिंदु के बाद $\sqrt{c}$ के सापेक्ष मोलर चालकता में परिवर्तन की दर में तीव्र गिरावट आती है।
इसका परिणाम एक ऐसा आलेख होता है जहाँ $CMC$ पर ढलान काफी बदल जाती है,जिसे विकल्प $A$ में दिए गए ग्राफ द्वारा सबसे अच्छी तरह दर्शाया गया है।

(D) इलेक्ट्रोलाइट द्वारा कोलाइडल विलयन के अवक्षेपण की प्रक्रिया को स्कंदन (coagulation) कहा जाता है,न कि पेप्टाइजेशन। पेप्टाइजेशन अवक्षेप को कोलाइडल सोल में बदलने की प्रक्रिया है। अतः,$(A)$ गलत है।
$(B)$ कोलाइडल कणों का मोलर द्रव्यमान बहुत अधिक होता है,इसलिए समान द्रव्यमान सांद्रता के लिए मोलर सांद्रता बहुत कम होती है। परिणामस्वरूप,वास्तविक विलयन की तुलना में कोलाइडल विलयन के लिए हिमांक में अवनमन $(\Delta T_f)$ बहुत कम होता है। इसलिए,कोलाइडल विलयन का हिमांक वास्तविक विलयन से अधिक होता है। अतः,$(B)$ सही है।
$(C)$ सर्फेक्टेंट केवल क्रिटिकल मिसेल सांद्रता $(CMC)$ से ऊपर मिसेल बनाते हैं। $CMC$ सर्फेक्टेंट की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करने वाला एक अभिलक्षणिक गुण है। अतः,$(C)$ सही है।
$(D)$ मिसेल एसोसिएटेड कोलाइड्स हैं,जबकि मैक्रोमोलेक्युलर कोलाइड्स प्रोटीन या पॉलिमर जैसे बड़े अणुओं द्वारा बनते हैं। अतः,$(D)$ गलत है।

(B) कथन $(i)$ सही है: पेप्टीकरण ताजे तैयार अवक्षेप को उपयुक्त विद्युत-अपघट्य मिलाकर कोलाइडल सोल में बदलने की प्रक्रिया है।
कथन $(ii)$ गलत है: लायोफिलिक सोल सामान्यतः कार्बनिक प्रकृति के होते हैं (जैसे स्टार्च,प्रोटीन,गोंद)।
कथन $(iii)$ सही है: लायोफिलिक सोल अत्यधिक विलायक-योजित होते हैं क्योंकि परिक्षिप्त प्रावस्था के कणों का परिक्षेपण माध्यम के लिए गहरा आकर्षण होता है।
कथन $(iv)$ गलत है: लायोफोबिक सोल प्रकृति में अनुत्क्रमणीय होते हैं और उन्हें तैयार करने के लिए विशेष विधियों की आवश्यकता होती है,जबकि लायोफिलिक सोल उत्क्रमणीय होते हैं।
अतः,कथन $(i)$ और $(iii)$ सही हैं।

(C) ताजे बने अवक्षेप को उपयुक्त विद्युत-अपघट्य (electrolyte) मिलाकर कोलाइडल सोल में बदलने की प्रक्रिया को पेप्टाइजेशन कहा जाता है।
इस प्रक्रिया में,अवक्षेप के कण विद्युत-अपघट्य से आयनों का अधिशोषण करते हैं,जिससे वे टूट जाते हैं और कोलाइडल अवस्था में परिक्षेपित हो जाते हैं।

(B) सिल्वर नैनोकण $(AgNPs)$ अपने शक्तिशाली रोगाणुरोधी गुणों के लिए जाने जाते हैं। इनका उपयोग जल शोधन प्रणालियों में फिल्टर सामग्री को कोट करने के लिए किया जाता है क्योंकि ये बैक्टीरिया को प्रभावी ढंग से मारते हैं और बायोफिल्म के गठन को रोकते हैं,जिससे ये एक कुशल जीवाणुनाशक के रूप में कार्य करते हैं।

(D) आकार की सीमाएँ इस प्रकार हैं:
- जल और ग्लूकोज आणविक स्तर पर हैं,जो आमतौर पर $0.1$ से $1 \ nm$ के बीच होते हैं।
- वायरस आमतौर पर $20$ से $300 \ nm$ के बीच होते हैं।
- बैक्टीरिया बहुत बड़े होते हैं,जो आमतौर पर $0.2$ से $10 \ \mu m$ ($200$ से $10,000 \ nm$) के बीच होते हैं।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से बैक्टीरिया सबसे बड़े हैं।

(C) सनस्क्रीन लोशन में जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ और टाइटेनियम डाइऑक्साइड $(TiO_2)$ के नैनोकणों का उपयोग किया जाता है।
ये यौगिक हानिकारक $UV$ (पराबैंगनी) किरणों को अवशोषित या परावर्तित करके त्वचा की रक्षा करते हैं और त्वचा को नुकसान से बचाते हैं।

(A) नैनोवायर एक-आयामी नैनोस्ट्रक्चर हैं जिनमें दो आयाम नैनोस्केल $(< 100 \ nm)$ में होते हैं।
क्वांटम डॉट्स शून्य-आयामी संरचनाएं हैं जिनमें तीनों आयाम नैनोस्केल $(< 100 \ nm)$ में होते हैं।
माइक्रोकैप्सूल आमतौर पर नैनोस्केल रेंज से बड़े होते हैं।
नैनोरिंग्स को आमतौर पर शून्य-आयामी या विशिष्ट नैनोस्ट्रक्चर माना जाता है,लेकिन नैनोवायर दो आयामों के नैनोस्केल में होने का मानक उदाहरण हैं।

(A) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप $(SEM)$ वह उपकरण है जिसका उपयोग उच्च आवर्धन पर सामग्रियों की सतह संरचना की जांच करने के लिए किया जाता है।
यह एक नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉनों की एक केंद्रित किरण को स्कैन करके काम करता है।
इलेक्ट्रॉन सतह पर परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं,जिससे ऐसे संकेत उत्पन्न होते हैं जिनका उपयोग सतह की स्थलाकृति,आकृति विज्ञान और संरचना की छवि बनाने के लिए किया जाता है।

(A) एक-आयामी नैनोस्ट्रक्चर वे पदार्थ हैं जिनमें दो आयाम नैनोमीटर सीमा में होते हैं और एक आयाम बहुत बड़ा होता है, जैसे कि $Nanowires$।
$Nanoparticles$ शून्य-आयामी होते हैं, $Thin films$ द्वि-आयामी होते हैं, और $Quantum dots$ शून्य-आयामी नैनोस्ट्रक्चर होते हैं।

(C) नैनोमटेरियल्स को उनके आयामों के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
$0$-आयामी नैनोस्ट्रक्चर में तीनों आयाम नैनोस्केल में होते हैं (जैसे,नैनोपार्टिकल्स)।
$1$-आयामी नैनोस्ट्रक्चर में दो आयाम नैनोस्केल में होते हैं (जैसे,नैनोवायर,नैनोट्यूब)।
$2$-आयामी नैनोस्ट्रक्चर में एक आयाम नैनोस्केल में होता है (जैसे,थिन फिल्म्स,कोटिंग्स)।
अतः,थिन फिल्म्स $2$-आयामी नैनोस्ट्रक्चर का एक उदाहरण है।

(B) $(1)$ नैनोरोड्स: $1D$ संरचना: एक आयाम में विस्तारित (लंबाई),अन्य दो में सीमित (चौड़ाई और ऊंचाई)।
$(2)$ नैनोपार्टिकल्स: $0D$ संरचना: किसी भी आयाम में विस्तारित नहीं,सभी दिशाओं में सीमित (आमतौर पर गोलाकार)।
$(3)$ थिन फिल्म्स: $2D$ संरचना: एक आयाम में पतली (मोटाई) लेकिन अन्य दो में विस्तारित (लंबाई और चौड़ाई)।
$(4)$ फाइबर्स: $1D$ संरचना: एक आयाम में विस्तारित (लंबाई),अन्य दो में सीमित।

(B) एक-आयामी नैनो-सामग्री: एक-आयामी नैनो-सामग्री में एक आयाम नैनो स्केल से बाहर होता है और दो आयाम नैनो स्केल के भीतर होते हैं। आप इसे एक तार के रूप में देख सकते हैं। $1D$ नैनो-सामग्री के उदाहरणों में नैनोट्यूब,नैनोरोड्स और नैनोवायर शामिल हैं।

(A) $UV-visible$ स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग नैनोकणों के संश्लेषण की प्रारंभिक पुष्टि के लिए किया जाता है,विशेष रूप से धातु नैनोकणों के लिए,जिसका मुख्य कारण सरफेस प्लास्मोन रेजोनेंस $(SPR)$ है।
$SPR$ के कारण $UV-visible$ क्षेत्र में एक विशिष्ट अवशोषण शिखर (absorption peak) प्राप्त होता है,जो नैनोकणों के निर्माण का एक त्वरित और सरल संकेतक है।