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

(D) $Blood$ (रक्त) एक प्राकृतिक कोलाइड है।
$Sodium$ $chloride$,चीनी और $Urea$ पानी में पूरी तरह से घुल कर एक समांगी विलयन बनाते हैं,जबकि $Blood$ में कोलाइडल आकार के कण एक तरल माध्यम में परिक्षिप्त होते हैं।

(D) सोडियम स्टीयरेट $(C_{17}H_{35}COONa)$ स्टीयरिक एसिड का सोडियम लवण है और यह साबुन के रूप में कार्य करता है।
जब इसे पानी में घोला जाता है,तो यह अपनी लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं और ध्रुवीय कार्बोक्सिलेट सिरों के एकत्रीकरण के कारण मिसेल बनाता है।
इन मिसेल का आकार $1 \ nm$ से $1000 \ nm$ के बीच होता है,जो कोलाइडल विलयन की विशेषता है।
इसलिए,सोडियम स्टीयरेट पानी में एक कोलाइडल विलयन बनाता है।

(D) रक्त एक कोलाइडल प्रणाली है। इसमें ऋणावेशित कण (जैसे रक्त कणिकाएं) और धनावेशित कण (जैसे हीमोग्लोबिन) होते हैं।

(C) ब्राउनी गति कोलाइडल कणों की निरंतर टेढ़ी-मेढ़ी (zig-zag) गति है। यह परिक्षेपण माध्यम के अणुओं द्वारा परिक्षिप्त प्रावस्था के कणों पर होने वाली असंतुलित बमबारी के कारण होती है।

(A) कोलाइडल कण इतने छोटे होते हैं कि उन्हें साधारण सूक्ष्मदर्शी के नीचे सीधे नहीं देखा जा सकता क्योंकि उनका आकार दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम होता है।
हालाँकि,जब एक कोलाइडल विलयन को अल्ट्रामाइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है,तो कोलाइडल कणों द्वारा प्रकीर्णित प्रकाश उन्हें अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ चमकीले बिंदुओं के रूप में दिखाई देता है।
इसलिए,हम कोलाइडल कणों द्वारा प्रकीर्णित प्रकाश को देख सकते हैं।

(C) कोलाइडल विलयन के गुण परिक्षिप्त प्रावस्था की भौतिक अवस्था और उसके आणविक द्रव्यमान $(mol. wt.)$ पर निर्भर करते हैं। अतः,सही विकल्प $C$ है।

(D) $Hardy-Schulze$ नियम के अनुसार,किसी आयन की फ्लोक्यूलेटिंग पावर उस आयन पर आवेश के परिमाण के सीधे समानुपाती होती है।
फ्लोक्यूलेटिंग आयन की संयोजकता जितनी अधिक होगी,अवक्षेपण करने की उसकी शक्ति उतनी ही अधिक होगी।
आवेशों की तुलना करने पर: $Pb^{4+} > Pb^{2+} = Sr^{2+} > Na^{+}$.
अतः,न्यूनतम आवेश वाले आयन की फ्लोक्यूलेटिंग पावर न्यूनतम होती है।
दिए गए विकल्पों में से,$Na^{+}$ का आवेश न्यूनतम $(+1)$ है,इसलिए इसकी फ्लोक्यूलेटिंग पावर न्यूनतम है।

(D) ग्राहम के अनुसार,कोलाइड वे पदार्थ हैं जिन्हें पार्चमेंट पेपर द्वारा क्रिस्टलॉइड्स से अलग किया जा सकता है।

(D) टिंडल प्रभाव वह घटना है जिसमें कोलाइड के कण उन पर पड़ने वाले प्रकाश की किरणों का प्रकीर्णन करते हैं।
यह प्रभाव सभी कोलाइडल विलयनों द्वारा प्रदर्शित किया जाता है क्योंकि कोलाइडल कणों का आकार प्रकाश की तरंगदैर्घ्य के तुलनीय होता है।

(B) द्रव एयरोसोल एक प्रकार का कोलाइड है जिसमें द्रव परिक्षिप्त प्रावस्था है और गैस परिक्षेपण माध्यम है।
उदाहरण के लिए बादल,कोहरा और धुंध।

(C) कोलाइड एक ऐसा मिश्रण है जिसमें एक पदार्थ दूसरे परिक्षेपण माध्यम में बिना किसी रासायनिक अभिक्रिया के परिक्षिप्त होता है।
मक्खन पायस (emulsion) का एक उदाहरण है,जो कोलाइड का एक प्रकार है जिसमें एक द्रव दूसरे द्रव में परिक्षिप्त होता है।
विशेष रूप से,मक्खन तब बनता है जब पानी वसा में परिक्षिप्त होता है।

(D) कोलाइडल विलयन एक विषमांगी प्रणाली है जिसमें एक पदार्थ दूसरे पदार्थ (जिसे परिक्षेपण माध्यम कहा जाता है) में बहुत सूक्ष्म कणों के रूप में परिक्षिप्त होता है।
कोलाइड उन पदार्थों द्वारा बनाए जा सकते हैं जो एक-दूसरे में अघुलनशील होते हैं।
ये समान भौतिक अवस्था (जैसे दूध जैसा पायस,जिसमें द्रव द्रव में परिक्षिप्त होता है) या विभिन्न भौतिक अवस्थाओं (जैसे सोल,एरोसोल) में मौजूद पदार्थों द्वारा बनाए जा सकते हैं।
चूंकि कोलाइड इन सभी स्थितियों में बनाए जा सकते हैं,इसलिए दिए गए विकल्पों में से कोई भी ऐसी स्थिति का वर्णन नहीं करता है जहाँ कोलाइड प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

(B) अभिक्रिया $2HNO_3 + 3H_2S \to 3S + 4H_2O + 2NO$ कोलाइडल अवस्था में सल्फर $(S)$ के निर्माण की ओर ले जाती है।
$HCl$ की अधिकता की उपस्थिति में,$H_2S$ के ऑक्सीकरण द्वारा बने सल्फर के कण एकत्रित होकर कोलाइडल सोल बनाते हैं।

(B) द्रव-विरोधी (Lyophobic) कोलाइड्स अनुत्क्रमणीय कोलाइड्स होते हैं। एक बार अवक्षेपित होने के बाद,इन्हें परिक्षेपण माध्यम मिलाकर आसानी से वापस कोलाइडल अवस्था में नहीं बदला जा सकता है।

(B) अर्ध-पारगम्य या चर्मपत्र झिल्ली के माध्यम से विसरित होने की क्षमता के आधार पर पदार्थों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. $Crystalloids$: ये वे पदार्थ हैं जिनके कण इतने छोटे होते हैं कि वे चर्मपत्र झिल्ली से गुजर सकते हैं।
$2$. $Colloids$: ये वे पदार्थ हैं जिनके कण बड़े होते हैं और चर्मपत्र झिल्ली से नहीं गुजर सकते।
अतः,सही उत्तर $(b)$ $Crystalloids$ है।

(A) कोलाइडल कणों का आकार वास्तविक विलयन और निलंबन के बीच का होता है।
कोलाइड्स के लिए कणों के आकार की सीमा आमतौर पर $1 \ nm$ से $1000 \ nm$ होती है।
मीटर में बदलने पर: $1 \ nm = 10^{-9} \ m$ और $1000 \ nm = 10^{-6} \ m$।
दिए गए विकल्पों में से,$10^{-9} \ m$ से $10^{-7} \ m$ की सीमा कोलाइडल सीमा को दर्शाती है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) जेली मीठे फलों,पानी और पेक्टिन नामक गाढ़े पदार्थ का एक कोलाइडल विलयन है।
इसमें,परिक्षिप्त प्रावस्था द्रव (पानी या चीनी की चाशनी) है और परिक्षेपण माध्यम ठोस (मीठे फलों के गूदे के टुकड़े) है।
यह '$gel$' प्रकार के कोलाइड की श्रेणी में आता है।

(C) रक्त एक कोलाइडल प्रणाली है जिसमें रक्त कोशिकाएं और प्रोटीन ऋणात्मक $(-ve)$ सोल कणों के रूप में कार्य करते हैं। जब फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ लगाया जाता है,तो $Fe^{3+}$ आयन इन कणों पर मौजूद आवेश को उदासीन कर देते हैं,जिससे स्कंदन (coagulation) होता है। यह स्कंदित द्रव्य रक्त वाहिका को सील कर देता है,जिससे रक्तस्राव रुक जाता है।

(C) कोलाइडल कणों का आकार $1 \ nm$ से $1000 \ nm$ के बीच होता है।
फिल्टर पेपर में अपेक्षाकृत बड़े छिद्र होते हैं,जो कोलाइडल कणों को आसानी से गुजरने देते हैं।
हालाँकि,जंतु या वनस्पति झिल्लियों (जैसे चर्मपत्र या सेलोफेन) में बहुत सूक्ष्म छिद्र होते हैं जो कोलाइडल कणों के आकार से छोटे होते हैं,जिससे वे उनसे गुजर नहीं पाते हैं।
इसलिए,कोलाइडल कण फिल्टर पेपर से गुजर सकते हैं लेकिन जंतु झिल्ली से नहीं।

(B) केसीन दूध में पायसीकारी एजेंट है,जो वसा और पानी की दो अमिश्रणीय परतों को एक साथ रखकर पायस को स्थिर करता है।

(B) मक्खन एक प्रकार का कोलाइड है जिसे पायस $(Emulsion)$ कहा जाता है। विशेष रूप से,यह जल-में-तेल $(W/O)$ प्रकार का पायस है जिसमें पानी की बूंदें वसा के निरंतर माध्यम में परिक्षिप्त होती हैं।

(B) पायस एक प्रकार का कोलाइड है जिसमें परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम दोनों द्रव होते हैं।
अतः,यह द्रव में द्रव का कोलाइडल परिक्षेपण है।

(D) पारा और सल्फर जैसे कुछ तत्वों का कोलाइडल विलयन उनकी वाष्प को स्टेबलाइजर (अमोनियम लवण या साइट्रेट) युक्त ठंडे पानी से गुजार कर प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया को अल्ट्रासोनिक डिस्पर्शन के रूप में जाना जाता है।

(C) डायलिसिस एक उपयुक्त झिल्ली के माध्यम से विसरण द्वारा कोलाइड्स के कणों को क्रिस्टलॉइड्स से अलग करने की प्रक्रिया है।
विसरण की दर विलयन के तापमान के सीधे समानुपाती होती है।
इसके अतिरिक्त,कोलाइडल पदार्थ की प्रकृति और झिल्ली भी इस प्रक्रिया को प्रभावित करती है।
इसलिए,डायलिसिस की दर कोलाइडल पदार्थ की प्रकृति और विलयन के तापमान दोनों पर निर्भर करती है।

(C) इमल्सीफायर एक ऐसा पदार्थ है जो दो अमिश्रणीय द्रवों के बीच अंतरापृष्ठीय तनाव को कम करके पायस को स्थिर करता है,जिससे इसकी गतिज स्थिरता बढ़ जाती है।
अंडे की जर्दी में मुख्य इमल्सीफाइंग एजेंट लेसिथिन होता है। इमल्सीफायर के अन्य सामान्य उदाहरणों में सोया लेसिथिन,सोडियम फॉस्फेट और सोडियम स्टीयरोयल लैक्टिलेट शामिल हैं।

(B) लायोफिलिक कोलाइड विलायक-स्नेही होते हैं,जिसका अर्थ है कि परिक्षिप्त प्रावस्था का परिक्षेपण माध्यम के प्रति गहरा आकर्षण होता है।
लायोफोबिक कोलाइड विलायक-विरोधी होते हैं,जिसका अर्थ है कि परिक्षिप्त प्रावस्था का परिक्षेपण माध्यम के प्रति बहुत कम या कोई आकर्षण नहीं होता है।
इसलिए,इन दो प्रकार के कोलाइड के बीच का मूलभूत अंतर परिक्षेपण माध्यम के प्रति उनके व्यवहार में निहित है।

(A) जब कोई पदार्थ कोलाइडल अवस्था में परिवर्तित होता है,तो कणों का आकार काफी कम हो जाता है। चूंकि कुल आयतन स्थिर रहता है,इसलिए कणों के आकार में कमी के कारण कणों का कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल बहुत बढ़ जाता है। अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) इलेक्ट्रोडायलिसिस एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके आयनिक अशुद्धियों को हटाकर कोलाइडल विलयनों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
$(B)$ फिटकरी एक विद्युत अपघट्य है जो जलीय विलयन में $Al^{3+}$ और $SO_4^{2-}$ आयनों में वियोजित हो जाती है।
चूंकि ये आयन विद्युत अपघट्य हैं,इसलिए इन्हें इलेक्ट्रोडायलिसिस द्वारा कोलाइडल कणों से अलग किया जा सकता है,जबकि अल्कोहल,चीनी और यूरिया जैसे पदार्थ गैर-विद्युत अपघट्य हैं और उन्हें इस विधि द्वारा अलग नहीं किया जा सकता है।

(D) लायोफोबिक सोल की स्थिरता मुख्य रूप से दो कारकों के कारण होती है:
$1$. सभी कोलाइडल कणों पर समान विद्युत आवेश की उपस्थिति,जो इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण पैदा करती है और उन्हें आपस में जुड़ने से रोकती है।
$2$. ब्राउनियन गति,जो कणों को निरंतर यादृच्छिक गति में रखती है,जिससे वे गुरुत्वाकर्षण के कारण नीचे नहीं बैठते हैं।

(D) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,एक इलेक्ट्रोलाइट की स्कंदन शक्ति सक्रिय आयन की संयोजकता पर निर्भर करती है (वह आयन जिस पर कोलाइडल कणों के विपरीत आवेश होता है)।
$As_2S_3$ एक ऋणात्मक आवेशित सोल है,इसलिए इसे स्कंदन के लिए धनात्मक आवेशित आयन की आवश्यकता होती है।
स्कंदन शक्ति फ्लोक्यूलेटिंग आयन की संयोजकता बढ़ने के साथ बढ़ती है: $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^+$.
चूंकि स्कंदन मान स्कंदन शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है,इसलिए जिस इलेक्ट्रोलाइट में सक्रिय आयन की संयोजकता सबसे अधिक होगी,उसका स्कंदन मान सबसे कम होगा।
अतः,$AlCl_3$ का स्कंदन मान सबसे कम है।

(C) जो पदार्थ कम सांद्रता पर सामान्य विद्युत-अपघट्य के रूप में व्यवहार करते हैं लेकिन उच्च सांद्रता पर कणों के एकत्रीकरण के कारण कोलाइडल व्यवहार प्रदर्शित करते हैं,उन्हें संबद्ध कोलाइड (associated colloids) कहा जाता है। इन एकत्रित कणों को $Micelles$ के रूप में जाना जाता है।

(C) सिल्वर आयोडाइड $(AgI)$ का उपयोग कृत्रिम वर्षा कराने के लिए किया जाता है क्योंकि इसकी क्रिस्टल संरचना बर्फ के समान होती है।
जब $AgI$ का छिड़काव बादलों पर किया जाता है,तो यह एक न्यूक्लियेटिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है,जिससे बादलों की पानी की बूंदें आपस में जुड़कर बड़ी बूंदें बनाती हैं,जो अंततः वर्षा के रूप में नीचे गिरती हैं।

(D) जिलेटिन आइसक्रीम में रक्षी कोलाइड (protective colloid) के रूप में कार्य करता है। यह बर्फ के बड़े क्रिस्टल बनने से रोकता है,जिससे आइसक्रीम की चिकनी बनावट बनी रहती है।

(A) पायस (emulsion) एक कोलाइडल प्रणाली है जिसमें परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम दोनों तरल होते हैं।
$water$ in $oil$ $(W/O)$ प्रकार के पायस में,जल परिक्षिप्त प्रावस्था है और तेल परिक्षेपण माध्यम है।
मक्खन $water$ in $oil$ प्रकार के पायस का एक उत्कृष्ट उदाहरण है,जिसमें पानी की बूंदें निरंतर वसा (तेल) के माध्यम में परिक्षिप्त होती हैं।

$(C)$ टिंडल प्रभाव एक ऐसी घटना है जिसमें प्रकाश का प्रकीर्णन कोलाइड या बहुत महीन निलंबन के कणों द्वारा होता है।
$(C)$ चीनी का घोल एक वास्तविक विलयन है, जो प्रकृति में समांगी (homogeneous) होता है।
चूंकि वास्तविक विलयन में कण प्रकाश को बिखेरने के लिए बहुत छोटे होते हैं, इसलिए चीनी के घोल में टिंडल प्रभाव नहीं देखा जाता है।

(B) उपयुक्त परिक्षेपण माध्यम में पदार्थों को मिलाकर बनने वाले कोलाइडल सोल को द्रव-रागी (lyophilic) सोल कहा जाता है।
ये काफी स्थिर होते हैं।
इन्हें उत्क्रमणीय सोल के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि परिक्षेपण माध्यम को वाष्पीकरण जैसी भौतिक विधियों द्वारा कोलाइड से अलग किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए,$gum$ (गोंद),$gelatin$,$starch$,$rubber$ आदि द्रव-रागी कोलाइड हैं।

(A) कोलाइडल प्रणाली एक विषमांगी मिश्रण है जिसमें दो अवस्थाएं होती हैं: परिक्षिप्त प्रावस्था (dispersed phase) और परिक्षेपण माध्यम (dispersion medium)। इसलिए,यह कथन कि वे हमेशा दो अवस्थाएं रखते हैं,सही है।

(A) लायोफोबिक सोल उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइट मिलाने से आसानी से स्कंदित (coagulate) हो जाते हैं।
इलेक्ट्रोलाइट मिलाने से लायोफोबिक सोल के अवक्षेपण को रोकने के लिए,इसमें थोड़ा लायोफिलिक कोलाइड मिलाया जाता है।
ऐसे लायोफिलिक कोलाइड को सुरक्षात्मक कोलाइड कहा जाता है और इसकी सुरक्षात्मक क्रिया को गोल्ड नंबर के रूप में मापा जाता है।
अतः,गोल्ड नंबर लायोफोबिक कोलाइड पर लायोफिलिक कोलाइड की सुरक्षात्मक क्रिया का एक माप है।

(C) सल्फर सोल एक लायोफोबिक कोलाइड है जिसमें परिक्षिप्त प्रावस्था सल्फर अणुओं (जैसे $S_8$ अणु) के बड़े समूहों से बनी होती है।
इन समूहों का आकार कोलाइडल सीमा ($1 \ nm$ से $1000 \ nm$) के भीतर आता है।

(A) कोलाइड्स की चर्चा में जो कथन प्रासंगिक नहीं है,वह $A$ है।
सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट का उपयोग कठोर जल को मृदु बनाने में किया जाता है,जो आयन विनिमय (जिओलाइट प्रक्रिया) पर आधारित है,न कि कोलाइडल गुणों पर।
$B$ प्रासंगिक है क्योंकि फिटकरी (एलम) एक स्कंदनकारी (coagulant) के रूप में कार्य करती है।
$C$ प्रासंगिक है क्योंकि इसमें बादलों में कोलाइडल जल की बूंदों का स्कंदन शामिल है।
$D$ प्रासंगिक है क्योंकि इसमें समुद्री जल द्वारा कोलाइडल मिट्टी के कणों का स्कंदन शामिल है।

(A) लायोफिलिक सॉल परिक्षेपण माध्यम (पानी) के प्रति गहरा लगाव रखते हैं।
इस मजबूत अंतःक्रिया और भारी जलयोजन (hydration) के कारण,लायोफिलिक सॉल का पृष्ठ तनाव शुद्ध पानी $(H_2O)$ की तुलना में कम होता है।

(A) जब किसी कोलाइड में विद्युत-अपघट्य की अधिक मात्रा मिलाई जाती है,तो कोलाइडल कण उन पर मौजूद आवेश के विपरीत आवेश वाले आयनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
यह कोलाइडल कणों के आवेश के उदासीनीकरण का कारण बनता है,जिससे उनका स्कंदन (coagulation) या अवक्षेपण हो जाता है।

(D) कोलाइडल कण उपरोक्त सभी रूपों में मौजूद हो सकते हैं,जो परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम की प्रकृति पर निर्भर करता है। इसलिए,ये सभी आकार संभव हैं।

(A) सही उत्तर $A$ है।
$As_2S_3$ एक ऋणावेशित कोलाइड है।
हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,कोलाइडल विलयन का स्कंदन उसमें कोलाइडल कणों के विपरीत आवेश वाले आयनों युक्त विद्युत-अपघट्य को मिलाने से होता है।

(D) कोलाइडल विलयन का रंग परिक्षिप्त कणों द्वारा प्रकीर्णित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य पर निर्भर करता है।
यह तरंगदैर्ध्य कणों के आकार और प्रकृति पर निर्भर करती है।
सोने के सोल के लिए,निर्माण प्रक्रिया के दौरान बनने वाले सोने के कणों के आकार के आधार पर रंग लाल से बैंगनी या नीला हो सकता है।

(A) द्रव-स्नेही (lyophilic) कोलाइड विलायक-आकर्षक कोलाइड होते हैं।
जिलेटिन एक प्रोटीन-आधारित पदार्थ है जो पानी के साथ मिश्रित होने पर एक स्थिर कोलाइडल घोल बनाता है,इसलिए यह एक द्रव-स्नेही कोलाइड है।
इसके विपरीत,$Sulphur$,$Gold$ और $Carbon$ द्रव-विरोधी (lyophobic) कोलाइड बनाते हैं।

(C) $Tyndall \ effect$ वह घटना है जिसमें कोलाइडल कण प्रकाश को सभी दिशाओं में बिखेर देते हैं जब प्रकाश की किरण एक कोलाइडल घोल से होकर गुजरती है।

(C) स्टार्च एक हाइड्रोफिलिक कोलाइडल सोल का उदाहरण है।
इसमें परिक्षिप्त प्रावस्था और परिक्षेपण माध्यम के बीच मजबूत आकर्षण होता है।
यह एक उत्क्रमणीय और स्थिर सोल है।

(C) आर्सेनियस सल्फाइड $(As_2S_3)$ सोल एक ऋणात्मक आवेशित सोल है।
हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,इलेक्ट्रोलाइट की स्कंदन शक्ति सक्रिय आयन की संयोजकता पर निर्भर करती है (जिसका आवेश कोलाइडल कणों के आवेश के विपरीत होता है)।
ऋणात्मक आवेशित सोल के लिए,स्कंदन शक्ति धनायन की संयोजकता बढ़ने के साथ बढ़ती है।
दिए गए धनायनों के लिए संयोजकता का क्रम $Al^{+3} > Ba^{+2} > Na^{+}$ है।
इसलिए,स्कंदन शक्ति का सही क्रम $Al^{+3} > Ba^{+2} > Na^{+}$ है।