Mix Examples-Surface Chemistry Questions in Gujarati

(A) સાચો વિકલ્પ $A$ છે. જ્યારે સિમેન્ટમાં પાણી ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,સિમેન્ટ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને જેલેટિન જેવો પદાર્થ બનાવે છે જે ધીમે ધીમે સખત દ્રવ્યમાં ફેરવાય છે,જેમાં $-Si-O-Si-$ અને $-Si-O-Al-$ સાંકળો ધરાવતું ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બંધારણ હોય છે.

(B) $AgBr$ પ્રકાશ પ્રત્યે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે અને ફોટોકેમિકલ રિડક્શન અનુભવે છે.
$2AgBr \xrightarrow{\text{Light}} 2Ag + Br_2$

(D) પૃષ્ઠ ઘટના એ એવી પ્રક્રિયા છે જે બે કલાના આંતરપૃષ્ઠ પર થાય છે (દા.ત.,ઘન-પ્રવાહી,ઘન-વાયુ,પ્રવાહી-વાયુ).
$1$. વિષમાંગ ઉદ્દીપન ઉદ્દીપકની સપાટી પર થાય છે.
$2$. ક્ષારણ એ ધાતુની સપાટી પર થતી પૃષ્ઠ પ્રક્રિયા છે.
$3$. બંધ પાત્રમાં પાણી અને તેની બાષ્પ વચ્ચેનું સંતુલન પ્રવાહી અને વાયુ કલા વચ્ચેના આંતરપૃષ્ઠને સમાવે છે.
$4$. સ્ફટિકીકરણ એ જથ્થાત્મક (bulk) પ્રક્રિયા છે જેમાં દ્રાવ્યના કણો સમગ્ર દ્રાવણમાં સ્ફટિક લેટીસમાં ગોઠવાય છે,માત્ર સપાટી પર નહીં.
તેથી,સ્ફટિકીકરણ એ પૃષ્ઠ ઘટના નથી.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
ડીહ્યુમિડિફાયર તરીકે વપરાતા ઇન્ડિકેટર પ્રકારના સિલિકા જેલમાં $Co^{2+}$ આયનો હોય છે.
જ્યારે તે સૂકું હોય ત્યારે તેનો રંગ વાદળી હોય છે અને ભેજ શોષ્યા પછી તે ગુલાબી રંગનું બને છે.

(C) ફોટોગ્રાફીમાં,અવિઘટિત $AgBr$ ને સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ (હાયપો) ના દ્રાવણની મદદથી દૂર કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને ફિક્સિંગ કહેવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$AgBr + 2Na_2S_2O_3 \rightarrow Na_3[Ag(S_2O_3)_2] + NaBr$

(A) રુધિર એ રુધિર કોષો પર ઋણભારિત આયનોની હાજરીને કારણે ઋણભારિત કલીલ છે. તેથી,રુધિર ધનભારિત સોલ છે તે વિધાન ખોટું છે.
સાબુના દ્રાવણમાં કલીલ કણો તરીકે આયનીય મિસેલ્સ હોય છે,જે $CMC$ (ક્રિટિકલ મિસેલ કોન્સન્ટ્રેશન) થી ઉપર બને છે.
રુધિરનું શુદ્ધિકરણ ડાયાલિસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે રુધિરમાંથી નકામા અને અનિચ્છનીય કણોને દૂર કરે છે.
રાસાયણિક અધિશોષણ સામાન્ય રીતે તાપમાન સાથે શરૂઆતમાં વધે છે કારણ કે બંધ બનાવવા માટે સક્રિયકરણ ઉર્જાની જરૂર હોય છે,પરંતુ ઊંચા તાપમાને તે ઘટે છે કારણ કે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા ઓછી અનુકૂળ બને છે.

(D) ફેટી એસિડનું કુલ દળ $= 0.27 \ g$,જે $100 \ mL$ દ્રાવણમાં છે.
$10 \ mL$ દ્રાવણમાં ફેટી એસિડનું દળ $= 0.27 \times \frac{10}{100} = 0.027 \ g$.
ફેટી એસિડનું કદ $= \frac{\text{દળ}}{\text{ઘનતા}} = \frac{0.027 \ g}{0.9 \ g \ cm^{-3}} = 0.03 \ cm^3$.
વોચ ગ્લાસ પર મોનોલેયરનું ક્ષેત્રફળ $= \pi r^2 = 3 \times (10 \ cm)^2 = 300 \ cm^2$.
મોનોલેયરની ઊંચાઈ $= \frac{\text{કદ}}{\text{ક્ષેત્રફળ}} = \frac{0.03 \ cm^3}{300 \ cm^2} = 10^{-4} \ cm$.
મીટરમાં રૂપાંતર: $10^{-4} \ cm = 10^{-4} \times 10^{-2} \ m = 10^{-6} \ m$.

(B) તેલની લુબ્રિકેટિંગ ક્રિયા તેની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં પ્રવાહી અવસ્થામાં રહેવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. ઊંચા બાષ્પ દબાણ ધરાવતા પદાર્થો (દા.ત.,ગેસોલિન) ઝડપથી બાષ્પીભવન પામે છે,જ્યારે નીચા બાષ્પ દબાણ ધરાવતા પદાર્થો સપાટીઓ વચ્ચે સ્થિર પડ તરીકે રહે છે. તેથી,નીચા બાષ્પ દબાણવાળું તેલ વધુ સારું લુબ્રિકેશન પૂરું પાડે છે.

(D) પ્રદિપ્તીનું બુઝાવું (Fluorescence quenching) એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં વિવિધ પરિબળોને કારણે પ્રદિપ્તીની તીવ્રતા ઘટે છે.
તે મુખ્યત્વે પ્રદિપ્તી પામતા અણુઓની સાંદ્રતા (કારણ કે ઊંચી સાંદ્રતા સ્વ-બુઝાવું તરફ દોરી જાય છે) અને પ્રદિપ્તી પામતા પદાર્થ તથા બુઝાવનાર અણુઓ વચ્ચેની અથડામણની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.
તેથી,પ્રદિપ્તી પામતા અણુઓની સાંદ્રતા અને પ્રદિપ્તી પામતા પદાર્થની અથડામણ બંને બુઝાવવાની પ્રક્રિયામાં ફાળો આપે છે.

(A) સિમેન્ટના સેટિંગમાં તેના ઘટકો જેવા કે ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_3SiO_5)$ અને ડાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_2SiO_4)$ નું જલીયકરણ (hydration) થાય છે.
આ જલીયકરણની પ્રક્રિયા સ્વભાવે અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે,જે મોટી માત્રામાં ઉષ્મા મુક્ત કરે છે.

(D) પૃષ્ઠ ઘટનાઓ એવી પ્રક્રિયાઓ છે જે માત્ર પદાર્થની સપાટી અથવા આંતરપૃષ્ઠ પર થાય છે.
$1$. અધિશોષણ એ પૃષ્ઠ ઘટના છે જેમાં કણો સપાટી પર જમા થાય છે.
$2$. પૃષ્ઠતાણ એ પ્રવાહીની સપાટીનો ગુણધર્મ છે.
$3$. સ્નિગ્ધતા એ પ્રવાહી (પ્રવાહી અથવા વાયુ) નો જથ્થાત્મક ગુણધર્મ છે જે તેના વહેવાના અવરોધને દર્શાવે છે,તે પૃષ્ઠ ઘટના નથી.
$4$. અવશોષણ એ જથ્થાત્મક ઘટના છે જેમાં પદાર્થ બીજા પદાર્થના સમગ્ર કદમાં સમાન રીતે વહેંચાય છે.
તેથી,અવશોષણ અને સ્નિગ્ધતા બંને પૃષ્ઠ ઘટનાઓ નથી.

(A) સાબુના અણુઓ સપાટી સક્રિયકારકો (surfactants) છે,જેમાં જલઅનુરાગી શીર્ષ અને જલવિરાગી પૂંછડી બંને હોય છે. $ \newline $ જ્યારે પાણીમાં સાબુ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે આ અણુઓ સપાટી પર એકઠા થાય છે,જે પાણીના અણુઓ વચ્ચેના આકર્ષણ બળોને તોડે છે. $ \newline $ આ વિક્ષેપ પાણીના પૃષ્ઠતાણને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે,તેથી જ સાબુ સફાઈ માટે અસરકારક છે.

(A) $1$. અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે અને તે ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ છે. વાયુના અણુઓ સપાટી પર અધિશોષિત થતા હોવાથી,તેમની અસ્તવ્યસ્તતા ઘટે છે,જે એન્ટ્રોપીમાં ઘટાડો $(\Delta S < 0)$ તરફ દોરી જાય છે. તેથી,વિધાન $[A]$ સાચું છે.
$2$. ઘન અધિશોષક પર વાયુના અધિશોષણનું પ્રમાણ તેના ક્રાંતિક તાપમાન $(T_c)$ ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. $T_c(\text{ethane}) = 563 \ K > T_c(\text{nitrogen}) = 126 \ K$ હોવાથી,ઇથેન વધુ સરળતાથી અધિશોષિત થાય છે. તેથી,વિધાન $[B]$ સાચું છે.
$3$. વાદળ એ એરોસોલ છે જેમાં પ્રવાહીના ટીપાં વાયુમાં વિક્ષેપિત હોય છે. ઇમલ્સન એ પ્રવાહીમાં પ્રવાહીનું કલિલ છે. તેથી,વિધાન $[C]$ ખોટું છે.
$4$. બ્રાઉનિયન ગતિ કણોના કદ અને માધ્યમની સ્નિગ્ધતા બંને પર આધાર રાખે છે. નાના કણો વધુ જોરદાર ગતિ દર્શાવે છે. તેથી,વિધાન $[D]$ ખોટું છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ સ્ટાર્ચનું જળવિભાજન ડાયસ્ટેઝ $(iii)$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$(b)$ શેરડીની ખાંડ (સુક્રોઝ) નું જળવિભાજન ઇન્વર્ટેઝ $(iv)$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$(c)$ ઝિઓલાઇટ એ જાણીતા આકાર-પસંદગીયુક્ત ઉદ્દીપક $(i)$ છે.
$(d)$ માલ્ટોઝનું ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતર માલ્ટેઝ $(ii)$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $(a)-(iii), (b)-(iv), (c)-(i), (d)-(ii)$ છે.

(C) વિધાન $a$ ખોટું છે: લાયોફિલિક સોલની રક્ષણાત્મક શક્તિ તેના ગોલ્ડ નંબરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. નીચો ગોલ્ડ નંબર ઊંચી રક્ષણાત્મક શક્તિ સૂચવે છે.
વિધાન $b$ ખોટું છે: હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ,આયનની સ્કંદન શક્તિ આયન પરના વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે વધે છે. ઋણ સોલ માટે,ક્રમ $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^{+}$ હોવો જોઈએ.
વિધાન $c$ ખોટું છે: વાદળ એ વાયુમાં પ્રવાહી પ્રકારનો કલિલ (એરોસોલ) છે.
વિધાન $d$ સાચું છે: ભૌતિક અધિશોષણ પ્રકૃતિમાં બિન-વિશિષ્ટ છે અને ઊંચા દબાણે અધિશોષકની સપાટી પર બહુસ્તરો બનાવી શકે છે.

(B) $1 \ cm$ ધાર લંબાઈ ધરાવતા સમઘનનું પ્રારંભિક પૃષ્ઠફળ $A_1 = 6 \times (L_1)^2 = 6 \ cm^2$ છે.
નાના સમઘનની ધાર લંબાઈ $L_2 = 1 \ nm = 10^{-7} \ cm$ છે.
નાના સમઘનોની સંખ્યા $n$ એ કદના ગુણોત્તર દ્વારા મળે છે: $n = \frac{(L_1)^3}{(L_2)^3} = \frac{1^3}{(10^{-7})^3} = 10^{21}$.
તમામ $n$ નાના સમઘનોનું કુલ પૃષ્ઠફળ $A_2 = n \times 6 \times (L_2)^2 = 10^{21} \times 6 \times (10^{-7})^2 = 10^{21} \times 6 \times 10^{-14} = 6 \times 10^7 \ cm^2$ છે.
નાના સમઘનોના કુલ પૃષ્ઠફળ અને પ્રારંભિક સમઘનના પૃષ્ઠફળનો ગુણોત્તર $\frac{A_2}{A_1} = \frac{6 \times 10^7}{6} = 10^7$ થાય.

(D) અધિશોષણ એ સ્વયંભૂ પ્રક્રિયા છે જે એન્થાલ્પીમાં ઘટાડો $(\Delta H < 0)$ અને એન્ટ્રોપીમાં ઘટાડો $(\Delta S < 0)$ સાથે થાય છે. $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ હોવાથી,પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ થવા માટે $\Delta G$ ઋણ હોવું જોઈએ,જે ત્યારે શક્ય છે જ્યારે $|\Delta H| > |T\Delta S|$ હોય. તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
$(B)$ રાસાયણિક અધિશોષણમાં અધિશોષિત અને અધિશોષક વચ્ચે રાસાયણિક બંધનું નિર્માણ થાય છે. જે વાયુઓ અધિશોષક સાથે મજબૂત રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે તે રાસાયણિક અધિશોષણ દર્શાવે છે. તેથી,વિધાન $(B)$ સાચું છે.
$(C)$ ફ્રુન્ડલિચ અધિશોષણ આઈસોથર્મ મુજબ,$\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$. જો ઢાળ $(1/n)$ શૂન્ય ન હોય,તો અધિશોષિત વાયુનું પ્રમાણ $(\frac{x}{m})$ દબાણ $(p)$ પર આધાર રાખે છે. તેથી,અધિશોષણ દબાણથી સ્વતંત્ર નથી. તેથી,વિધાન $(C)$ ખોટું છે.
$(D)$ ગોલ્ડ નંબર એ $10 \ mL$ ગોલ્ડ સોલના સ્કંદનને રોકવા માટે જરૂરી રક્ષણાત્મક કલિલના મિલિગ્રામમાં લઘુત્તમ જથ્થો છે,જ્યારે તેમાં $1 \ mL$ $10 \% \ NaCl$ દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે. બટાકાના સ્ટાર્ચ માટે ગોલ્ડ નંબર આશરે $20-25$ છે,$0.15$ નથી. તેથી,વિધાન $(D)$ ખોટું છે.
આમ,વિધાનો $(C)$ અને $(D)$ ખોટા છે.

(C) $(i)$ એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ સાથે ઓક્ઝેલિક એસિડના ઓક્સિડેશનમાં,$Mn^{2+}$ આયનો ઉત્પન્ન થાય છે જે સ્વયં-ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે. તેથી,વિધાન $(i)$ સાચું છે.
$(ii)$ $CdS$ એ ઋણભારિત સોલ છે. તેનું અવક્ષેપન ધન આયનો (જેમ કે $Ba^{2+}$) ઉમેરીને થાય છે,$Cl^{-}$ જેવા ઋણ આયનો દ્વારા નહીં. તેથી,વિધાન $(ii)$ ખોટું છે.
$(iii)$ રક્ષણાત્મક શક્તિ ગોલ્ડ નંબરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. આપેલ ગોલ્ડ નંબર: $A = 0.03$,$B = 25$,$C = 0.25$. રક્ષણાત્મક શક્તિનો ક્રમ: $A (0.03) > C (0.25) > B (25)$. તેથી,વિધાન $(iii)$ સાચું છે.
$(iv)$ ભૌતિક અધિશોષણ એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે,જ્યારે રાસાયણિક અધિશોષણ અપ્રતિવર્તી છે. તેથી,વિધાન $(iv)$ ખોટું છે.