Mix Examples-Surface Chemistry Questions in Hindi

(A) सही विकल्प $A$ है। जब सीमेंट में पानी मिलाया जाता है तो एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया होती है। इस प्रक्रिया के दौरान,सीमेंट पानी के साथ अभिक्रिया करके एक जिलेटिन जैसा द्रव्यमान बनाता है जो धीरे-धीरे एक कठोर द्रव्यमान में जम जाता है,जिसमें $-Si-O-Si-$ और $-Si-O-Al-$ श्रृंखलाओं वाली त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना होती है।

(B) $AgBr$ प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है और फोटोकेमिकल अपचयन (reduction) से गुजरता है।
$2AgBr \xrightarrow{\text{Light}} 2Ag + Br_2$

(D) पृष्ठीय घटना वह प्रक्रिया है जो दो प्रावस्थाओं के अंतरापृष्ठ पर होती है (जैसे,ठोस-द्रव,ठोस-गैस,द्रव-गैस)।
$1$. विषमांगी उत्प्रेरण उत्प्रेरक की सतह पर होता है।
$2$. संक्षारण धातु की सतह पर होने वाली एक पृष्ठीय प्रक्रिया है।
$3$. बंद पात्र में जल और उसकी वाष्प के बीच का साम्यावस्था द्रव और गैस प्रावस्थाओं के बीच के अंतरापृष्ठ को शामिल करता है।
$4$. क्रिस्टलीकरण एक स्थूल (bulk) प्रक्रिया है जिसमें विलेय के कण पूरे विलयन में क्रिस्टल जालक में व्यवस्थित होते हैं,न कि केवल सतह पर।
अतः,क्रिस्टलीकरण एक पृष्ठीय घटना नहीं है।

(C) सही उत्तर $(C)$ है।
डीह्यूमिडिफायर के रूप में उपयोग किए जाने वाले इंडिकेटर प्रकार के सिलिका जेल में $Co^{2+}$ आयन होते हैं।
जब यह सूखा होता है तो इसका रंग नीला होता है और नमी सोखने पर यह गुलाबी हो जाता है।

(C) फोटोग्राफी में,अनपघटित $AgBr$ को सोडियम थायोसल्फेट (हाइपो) के घोल की सहायता से हटा दिया जाता है। इस प्रक्रिया को फिक्सिंग कहा जाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है:
$AgBr + 2Na_2S_2O_3 \rightarrow Na_3[Ag(S_2O_3)_2] + NaBr$

(A) रक्त कोशिकाओं की सतह पर ऋणात्मक आवेशित आयनों की उपस्थिति के कारण रक्त एक ऋणात्मक आवेशित कोलाइड है। इसलिए,यह कथन कि रक्त एक धनावेशित सॉल है,गलत है।
साबुन के घोल में कोलाइडल कणों के रूप में आयनिक मिसेल होते हैं,जो $CMC$ (क्रिटिकल मिसेल कंसंट्रेशन) के ऊपर बनते हैं।
रक्त को डायलिसिस की प्रक्रिया द्वारा शुद्ध किया जाता है,जो रक्त से अपशिष्ट और अवांछित कणों को हटाता है।
रासायनिक अधिशोषण (केमिसॉर्प्शन) आमतौर पर तापमान के साथ शुरू में बढ़ता है क्योंकि बंधन निर्माण के लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है,लेकिन उच्च तापमान पर यह घट जाता है क्योंकि ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया कम अनुकूल हो जाती है।

(D) फैटी एसिड का कुल द्रव्यमान $= 0.27 \ g$,जो $100 \ mL$ घोल में है।
$10 \ mL$ घोल में फैटी एसिड का द्रव्यमान $= 0.27 \times \frac{10}{100} = 0.027 \ g$.
फैटी एसिड का आयतन $= \frac{\text{द्रव्यमान}}{\text{घनत्व}} = \frac{0.027 \ g}{0.9 \ g \ cm^{-3}} = 0.03 \ cm^3$.
वॉच ग्लास पर मोनोलेयर का क्षेत्रफल $= \pi r^2 = 3 \times (10 \ cm)^2 = 300 \ cm^2$.
मोनोलेयर की ऊंचाई $= \frac{\text{आयतन}}{\text{क्षेत्रफल}} = \frac{0.03 \ cm^3}{300 \ cm^2} = 10^{-4} \ cm$.
मीटर में परिवर्तन: $10^{-4} \ cm = 10^{-4} \times 10^{-2} \ m = 10^{-6} \ m$.

(B) तेल की लुब्रिकेटिंग क्रिया परिचालन स्थितियों के तहत तरल अवस्था में बने रहने की उसकी क्षमता पर निर्भर करती है। उच्च वाष्प दाब वाले पदार्थ (जैसे,गैसोलीन) जल्दी वाष्पित हो जाते हैं,जबकि निम्न वाष्प दाब वाले पदार्थ सतहों के बीच एक स्थिर परत के रूप में बने रहते हैं। इसलिए,निम्न वाष्प दाब वाला तेल बेहतर लुब्रिकेशन प्रदान करता है।

(D) प्रतिदीप्ति का शमन (Fluorescence quenching) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें विभिन्न कारकों के कारण प्रतिदीप्ति की तीव्रता कम हो जाती है।
यह मुख्य रूप से प्रतिदीप्त अणुओं की सांद्रता (क्योंकि उच्च सांद्रता स्व-शमन की ओर ले जाती है) और प्रतिदीप्त पदार्थ तथा शमन अणुओं के बीच टक्कर की आवृत्ति पर निर्भर करता है।
इसलिए,प्रतिदीप्त अणुओं की सांद्रता और प्रतिदीप्त पदार्थ की टक्कर दोनों शमन प्रक्रिया में योगदान करते हैं।

(A) सीमेंट के जमने में इसके घटकों जैसे ट्राइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_3SiO_5)$ और डाइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_2SiO_4)$ का जलयोजन (hydration) शामिल है।
यह जलयोजन प्रक्रिया प्रकृति में अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है,जिससे बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है।

(D) पृष्ठीय घटनाएं वे प्रक्रियाएं हैं जो केवल पदार्थ की सतह या इंटरफेस पर होती हैं।
$1$. अधिशोषण एक पृष्ठीय घटना है जहां कण सतह पर जमा होते हैं।
$2$. पृष्ठ तनाव तरल की सतह का एक गुण है।
$3$. श्यानता एक तरल (द्रव या गैस) का थोक गुण है जो इसके प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है,यह पृष्ठीय घटना नहीं है।
$4$. अवशोषण एक थोक घटना है जहां एक पदार्थ दूसरे पदार्थ के पूरे आयतन में वितरित होता है।
इसलिए,अवशोषण और श्यानता दोनों पृष्ठीय घटनाएं नहीं हैं।

(A) साबुन के अणु सर्फेक्टेंट होते हैं,जिनमें एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है। $ \newline $ जब साबुन को पानी में मिलाया जाता है,तो ये अणु सतह पर जमा हो जाते हैं,जिससे पानी के अणुओं के बीच के ससंजक बल (cohesive forces) बाधित होते हैं। $ \newline $ यह बाधा पानी के पृष्ठ तनाव को काफी कम कर देती है,यही कारण है कि साबुन सफाई के लिए प्रभावी है।

(A) $1$. अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है और यह ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ होती है। चूंकि गैस के अणु सतह पर अधिशोषित होते हैं,उनकी यादृच्छिकता कम हो जाती है,जिससे एन्ट्रॉपी में कमी $(\Delta S < 0)$ आती है। अतः,कथन $[A]$ सही है.
$2$. ठोस अधिशोषक पर गैस के अधिशोषण की सीमा उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ के सीधे आनुपातिक होती है। चूंकि $T_c(\text{ethane}) = 563 \ K > T_c(\text{nitrogen}) = 126 \ K$,इसलिए इथेन अधिक आसानी से अधिशोषित होता है। अतः,कथन $[B]$ सही है.
$3$. बादल एक एयरोसोल है जिसमें तरल की बूंदें गैस में परिक्षिप्त होती हैं। पायस (इमल्शन) तरल में तरल का कोलाइड है। अतः,कथन $[C]$ गलत है.
$4$. ब्राउनियन गति कणों के आकार और माध्यम की श्यानता दोनों पर निर्भर करती है। छोटे कण अधिक तीव्र गति प्रदर्शित करते हैं। अतः,कथन $[D]$ गलत है.

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$(a)$ स्टार्च का जल-अपघटन डायस्टेज़ $(iii)$ एंजाइम द्वारा होता है।
$(b)$ गन्ने की शर्करा (सुक्रोज़) का जल-अपघटन इनवर्टेज़ $(iv)$ एंजाइम द्वारा होता है।
$(c)$ जिओलाइट प्रसिद्ध आकार-चयनात्मक उत्प्रेरक $(i)$ हैं।
$(d)$ माल्टोज़ को ग्लूकोज़ में माल्टेज़ $(ii)$ एंजाइम द्वारा परिवर्तित किया जाता है।
अतः,सही क्रम $(a)-(iii), (b)-(iv), (c)-(i), (d)-(ii)$ है।

(C) कथन $a$ गलत है: लायोफिलिक सॉल की सुरक्षात्मक शक्ति उसके गोल्ड नंबर के व्युत्क्रमानुपाती होती है। कम गोल्ड नंबर उच्च सुरक्षात्मक शक्ति को दर्शाता है।
कथन $b$ गलत है: हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,आयन की स्कंदन शक्ति आयन पर आवेश के परिमाण में वृद्धि के साथ बढ़ती है। ऋणात्मक सॉल के लिए,क्रम $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^{+}$ होना चाहिए।
कथन $c$ गलत है: बादल गैस में द्रव प्रकार का कोलाइड (एरोसोल) है।
कथन $d$ सही है: भौतिक अधिशोषण प्रकृति में गैर-विशिष्ट होता है और उच्च दबाव पर अधिशोषक की सतह पर कई परतें बना सकता है।

(B) $1 \ cm$ भुजा की लंबाई वाले घन का प्रारंभिक पृष्ठीय क्षेत्रफल $A_1 = 6 \times (L_1)^2 = 6 \ cm^2$ है।
छोटे घन की भुजा की लंबाई $L_2 = 1 \ nm = 10^{-7} \ cm$ है।
छोटे घनों की संख्या $n$ आयतन के अनुपात द्वारा दी जाती है: $n = \frac{(L_1)^3}{(L_2)^3} = \frac{1^3}{(10^{-7})^3} = 10^{21}$।
सभी $n$ छोटे घनों का कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल $A_2 = n \times 6 \times (L_2)^2 = 10^{21} \times 6 \times (10^{-7})^2 = 10^{21} \times 6 \times 10^{-14} = 6 \times 10^7 \ cm^2$ है।
छोटे घनों के कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल का प्रारंभिक घन के पृष्ठीय क्षेत्रफल से अनुपात $\frac{A_2}{A_1} = \frac{6 \times 10^7}{6} = 10^7$ है।

(D) अधिशोषण एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जिसके साथ एन्थैल्पी में कमी $(\Delta H < 0)$ और एन्ट्रॉपी में कमी $(\Delta S < 0)$ होती है। चूंकि $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,प्रक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए $\Delta G$ का ऋणात्मक होना आवश्यक है,जो तब संतुष्ट होता है जब $|\Delta H| > |T\Delta S|$ हो। अतः,कथन $(A)$ सही है।
$(B)$ रासायनिक अधिशोषण में अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच रासायनिक बंधों का निर्माण होता है। जो गैसें अधिशोषक के साथ मजबूती से प्रतिक्रिया करती हैं,वे रासायनिक अधिशोषण दर्शाती हैं। अतः,कथन $(B)$ सही है।
$(C)$ फ्रुंडलिच अधिशोषण समतापी के अनुसार,$\frac{x}{m} = k \cdot p^{1/n}$। यदि ढलान $(1/n)$ शून्य नहीं है,तो अधिशोषित गैस की मात्रा $(\frac{x}{m})$ दबाव $(p)$ पर निर्भर करती है। इसलिए,अधिशोषण दबाव से स्वतंत्र नहीं है। अतः,कथन $(C)$ गलत है।
$(D)$ स्वर्ण संख्या को $10 \ mL$ स्वर्ण सोल के स्कंदन को रोकने के लिए आवश्यक रक्षी कोलाइड की मिलीग्राम में न्यूनतम मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है,जब उसमें $1 \ mL$ $10 \% \ NaCl$ का घोल मिलाया जाता है। आलू स्टार्च के लिए स्वर्ण संख्या लगभग $20-25$ होती है,न कि $0.15$। अतः,कथन $(D)$ गलत है।
अतः,कथन $(C)$ और $(D)$ सही नहीं हैं।

(C) $(i)$ अम्लीय माध्यम में $KMnO_4$ के साथ ऑक्सेलिक एसिड के ऑक्सीकरण में,$Mn^{2+}$ आयन उत्पन्न होते हैं जो स्वतः-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। अतः,कथन $(i)$ सही है।
$(ii)$ $CdS$ एक ऋणात्मक आवेशित सोल है। इसे धनायनों (जैसे $Ba^{2+}$) को जोड़कर अवक्षेपित किया जाता है,न कि $Cl^{-}$ जैसे ऋणायनों द्वारा। अतः,कथन $(ii)$ गलत है।
$(iii)$ सुरक्षात्मक शक्ति स्वर्ण संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। दी गई स्वर्ण संख्याएँ: $A = 0.03$,$B = 25$,$C = 0.25$। सुरक्षात्मक शक्ति का क्रम: $A (0.03) > C (0.25) > B (25)$। अतः,कथन $(iii)$ सही है।
$(iv)$ भौतिक अधिशोषण एक उत्क्रमणीय प्रक्रिया है,जबकि रासायनिक अधिशोषण अनुत्क्रमणीय होता है। अतः,कथन $(iv)$ गलत है।