GSEB Solutions Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 5 પૃષ્ઠ રસાયણ વિજ્ઞાન

Gujarat Board GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 5 પૃષ્ઠ રસાયણ વિજ્ઞાન Important Questions and Answers.

GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 5 પૃષ્ઠ રસાયણ વિજ્ઞાન

પ્રશ્ન 1.
અધિશોષણ, અધિશોષિત, અધિશોષક અને અપશોષણ એટલે શું ? યોગ્ય ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:

• અધિશોષણ : આણ્વીય સ્પિસીઝનું ધન અથવા પ્રવાહીના જથ્થા કરતાં તેની સપાટી પર વધારે એકઠા થવાને ‘અધિશોષણ’ પર્યાયથી ઓળખાય છે,
• અધિશોષિત : આણ્વીય સ્પિીઝ અથવા પદાર્થ જે સપાટી પર સંકેન્દ્રિત અથવા એકઠા થાય છે તેને અધિશોષિત’ કહે છે. દા.ત.. રંગના કો.
• અધિશોષક : જે પદાર્થની સપાટી પર એકઠા થઈ તેનું અધિશોષણ થાય છે તેને ‘અધિશોષક’ કહે છે. દા.ત., ચારકોલ, સિલિકા જૅલ, કલિલો, ચૉક, એલ્યુમિના, જેલ, માટી વગેરે.
• અપશોષણ : જે સપાટી પર અણુઓ અધિશોષિત થયેલા હોય તેના પરથી અણુઓને દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને અપશોષણ કહેવામાં આવે છે.
• ઉપરના ઉદાહરણો પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ધન સપાટી વાયુ અથવા પ્રવાહીના અણુઓને અધિશોષણના કારણે ભેગા રાખી શકે છે. આ સમગ્ર ઘટના અધિશોષણ દર્શાવતી પૃષ્ઠ ઘટના છે.

અધિશોષણ ક્રિયાની કેટલીક ઘટનાઓ જે નીચે મુજબ છે :

• જો એક બંધ પાત્ર જે ભૂકો કરેલ ચારકોલ ધરાવે છે, તેમાં વાયુઓ જેવા કે O₂, H₂, CO, Cl₂, NH₃, અથવા SO₂, લેવામાં આવે તો એ અવલોકન મળે છે કે બંધપાત્રમાં વાયુનું દબાણ ઘટે છે. વાયુના અણુઓ ચારકોલની સપાટી પર સંકેન્દ્રિત થાય છે એટલે કે સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.
• કાનિક રંગક ધારો કે મિથિલીન બ્લૂના દ્રાવણમાં જ્યારે પ્રાણિજ કોલસો ઉમેરવામાં આવે અને દ્રાવણને બરાબર લાવવામાં આવે તો એ અવલોકિત થાય છે કે ગાળણ રંગવિહીન છે. રંગકના અણુઓ આમ ચારકોલની સપાટી પર એકઠાં થાય છે એટલે કે અધિશોધિત થાય છે.
• અપરિષ્કૃત (raw) ખાંડના જલીય દ્રાવણને પ્રાણિજ ચારકોલના પડ (પથારી-bed) પરથી પસાર કરવામાં આવે છે. ત્યારે તે રંગવિહીન બને છે. કારણ કે રંગ આપતા પદાર્થો ચારકોલ પર અધિશોષિત થાય છે.
• હવા સિલિકા જેલની ઘજરીમાં શુષ્ક બને છે કારણ કે પાણીના અણુઓ જેલની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
અધિશોષણ અને અવશોષણ વચ્ચેનો ભેદ ઉદાહરણ આપીને સમજાવો.
ઉત્તર:
અધિશોષણમાં પદાર્થ માત્ર સપાટી પર જ સંકેન્દ્રિત થાય છે અને અધિશોષકના જથ્થામાં સપાટી મારફતે દાખલ થતાં નથી, જયારે અવશોષણમાં ઘન પદાર્થના સમગ્ર જથ્થામાં એકસરખી રીતે વિતરિત થઈ જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ચૉના ટુકડાને શાહીમાં ડુબાડવામાં આવે તો તેની સપાટી શાહીનો રંગ જાળવી રાખે છે જે રંગીન પદાર્થના અધિશોષણને કારણે છે. જયારે દ્રાવક ચૉકના ટુકડાની અંદર ઊંડે સુધી અવશોષણને લીધે પ્રસરી જાય છે. ચૉકના ટુકડાને તોડતાં જણાય છે કે તે અંદરની બાજુએ સફેદ છે.

અધિશોષજ્ઞ અને અવશોષણ વચ્ચેનો ભેદ પાણીની બાષ્પનું ઉદાહરણ લઈને સમજાવી શકાય છે. પાણીની બાષ્પ નિર્જળીય કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ વડે અવશોષિત થાય છે, પરંતુ સિલિકા જેલ પર અધિશોષિત થાય છે. અધિશોષણમાં અધિશોધિતની સાંદ્રતા માત્ર અધિશોષકની સપાટી પર વધે છે. જ્યારે અવશોષણમાં ઘન પદાર્થના સમગ્ર જથ્થામાં સાંદ્રતા એકસરખી હોય છે.

પ્રશ્ન 3.
અધિશોષણની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
અધિશોષણ ઉદ્ભવવાનું કારણ એ હકીકત છે તે અધિશોષકની સપાટી પરના કણો જથ્થામાં રહેલા કોની જેમ એકસરખા પર્યાવરણમાં હોતા નથી. અધિશોષકમાં કો વચ્ચે લાગુ પડતું બળ એક્બીજાથી સમતોલિત હોય છે પણ સપાટી પરના કો બધી બાજુએથી તેમના પ્રકારના અણુઓ કે પરમાણુઓ વડે ઘેરાયેલા હોતા નથી અને તે અસમતોતિ અથવા અવશેષી (residual) આકર્ષણ બળો ધરાવે છે.

અધિશોષકના આ બળો સપાટી પર અધિશોષિતના અશ્રુઓને આકર્ષવા માટે જવાબદાર છે. આપેલ તાપમાન અને દબાણે અધિશોષકના એકમ દળની સપાટીના ક્ષેત્રફળના વધારા સાથે અધિશોષણ વધે છે.
અધિશોષાનું અગત્યનું બીજું પરિબળ જે અધિશોષણને ખાસિયત આપે છે તે અધિશોષણ ઉષ્મા છે. અધિશોષણ દરમિયાન હંમેશાં સપાટીના અવશેષી બળો ઘટે છે એટલે કે પૃષ્ઠ ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે જે ઉષ્મા રૂપે દેશ્યમાન થાય છે. એટલા માટે અધિશોષણ હંમેશાં ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે. આમ, અધિશોષણ પ્રણાલીની ઍન્થાલ્પી અને એન્ડ્રૉપીમાં ઘટાડા સાથે સંકળાયેલ છે.

કોઈ પન્ન પ્રક્રિયાને સ્વયંસ્ફુરિત થવા માટે ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય જરૂરિયામાં છે કે આપેલ તાપમાન અને દબાણે ΔG ઋણ હોવી જોઈએ એટલે કે ગિબ્સ ઊર્જામાં ઘટાડો હોવો જોઈએ. ΔG = ΔH – TΔS સમીકરણ મુજબ, જો ΔHનું મૂલ્ય પૂરતા પ્રમાણમાં ઘણું ઋણ હોવું જોઈએ કે જેથી ΔG ઋણ બને કારણ કે – TΔS ધન હોય છે.

આમ, અધિશોષજ્ઞ પ્રક્રિયામાં જે સ્વયંસ્ફુરિત છે તેમાં ધન છે. આ બે ફેરફારોનું સંયોગીકરણ ΔGને ઋણ બનાવે છે. જેમ અધિશોષણ આગળ વધે છે, તેમ ΔH ઓછી થતી જાય છે અને ઓછી ઋણ થતી જાય છે. અંતમાં ΔH, TΔS બરાબર થશે અને AG શૂન્ય થશે. આ અવસ્થાએ સંતુલન પ્રાપ્ત થશે.

પ્રશ્ન 4.
અધિશોષણના પ્રકાર વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
ઘન સપાટી પર અધિશોષણના મુખ્ય બે પ્રકાર છે. જો ઘન પદાર્થની સપાટી પર વાયુનું એકઠા થવાનું નિર્બળ વાન ડર વાલ્સ બળોથી થતું હોય તો તેને ભૌતિક અધિશોષણ અથવા ‘ફિઝીસોર્પશન’ (physisorption) કહે છે. જ્યારે વાયુ અણુઓ તથા પરમાણુઓ ઘન સપાટી પર રાસાયણિક બંધ દ્વારા એઠા થાય તેને રાસાયણિક અધિશોષણ અથવા કેમિસોર્પશન’ (chemisorption) કહે છે.
રાસાયણિક બંધ સ્વભાવે સહસંયોજક અથવા આયનીય હોઈ શકે છે. રાસાયણિક અધિશોષણ ઊંચી સક્રિયકરણ ઊર્જાનો સમાવેશ કરે છે અને તેથી તેને ઘણીવાર સક્રિયકૃત અધિશોષણ તરીકે પણ દર્શાવાય છે. ઘણીવાર આ બન્ને પ્રક્રિયાઓ એકસાથે થતી હોય છે અને તેથી અધિશોષણના પ્રકારને ઓળખવું સહેલું નથી.

નીચા તાપમાને થતું ભૌતિક અધિશોષણ તાપમાન વધારવામાં આવે તો તે રાસાયણિક અધિશોષણમાં ફેરવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડાયહાઇડ્રોજન નિકલ પર પ્રથમ વાન ડર વાલ્સ બળોથી અધિશોષિત થાય છે. ડાયહાઇડ્રોજનના અણુઓ પછી હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં વિયોજિત થાય છે જે સપાટી પર રાસાયણિક અધિશોષણ દ્વારા અધિશોષિત થાય છે.

પ્રશ્ન 5.
ભૌતિક અધિશોષણ અને રાસાયણિક અધિશોષણની લાક્ષણિક્તાઓ ચર્ચો.
ઉત્તર:
(A) ભૌતિક અધિશોષણની લાક્ષણિકતાઓ :
(i) વિશિષ્ટતાનો અભાવ : આપેલ અધિશોષકની સપાટી કોઈ પણ વિશિષ્ટ વાયુ માટે પસંદગી દર્શાવતા નથી કારણ કે વાન કર વાલ્સ બળો સાર્વત્રિક છે.

(ii) અધિશોધિતનો સ્વભાવ (પ્રકૃતિ) : ધન વડે અધિશોધિત થયેલ વાયુનો જથ્થો વાયુના સ્વભાવ (પ્રકૃતિ) પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે, સહેલાઈથી પ્રવાહીકૃત થતાં વાયુઓ (એટલે કે ઊંચા ક્રાંતિક તાપમાન ધરાવતા) ઝડપથી અધિશોષિત થાય છે. કારણ કે વાન્ ડર વાલ્સ બળો ક્રાંતિક તાપમાનની નજીક વધારે પ્રબળ હોય છે. આમ, 1g સક્રિયકૃત ચારકોલ સલ્ફર ડાૉક્સાઇડને (ક્રાંતિક તાપમાન 630 K) મિથુન (ક્રાંતિક તાપમાન 190 K) કરતાં વધુ અધિશોષિત કરે છે. જે હજુ પણ 4.5 m. ડાયહાઇડ્રોજન (ક્રાંતિક તાપમાન 33 K) કરતાં વધારે છે.

(iii) પ્રતિવર્તીય સ્વભાવ (પ્રકૃતિ) : પન વર્ડ વાયુનું ભૌતિક અધિશોષણ સામાન્ય રીતે પ્રતિવર્તીય હોય છે.

જ્યારે દબાણ વધારવામાં આવે છે ત્યારે વધુ વાયુ અધિશોધિત થાય છે કારણ કે કદમાં ઘટાડો થાય છે (લ-શૈટેલિયરનો નિયમ) અને દબાવ્ર ઘટાડવાથી અધિશોષિત વાયુ દૂર થાય છે. અધિશોષણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે તેથી ભૌતિક અધિશોષણ નીચા તાપમાને ઝડપી થાય છે અને તાપમાનના વધારા સાથે તે ધટે છે (લ-શૈટેલિયરનો નિયમ).

(iv) અધિશોષકની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ : અધિશોષકની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધારવાથી અધિશોષણ વધુ થાય છે. આમ, ઝીણી કરેલી (દળેલી) ધાતુઓ અને છિદ્રાળુ પદાર્થો જેમના સપાટી ક્ષેત્રફળ વધારે હોય છે તે સારા અધિશોષક છે.

(v) અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી ઃ એ નિર્વિવાદ છે કે ભૌતિક અધિશોષણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે પરંતુ અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી ઘણી ઓછી છે. (20-40 kJ mol^-1) છે. આનું કારણ વાયુ અણુઓ વચ્ચેનું આકર્ષણ છે અને ધન સપાટી માત્ર નિર્બળ વાન ડેર વાસ બળોને કારણે હોય છે.

રાસાયણિક અધિશોષણની લાક્ષણિકતાઓ :

• ઊંચી વિશિષ્ટતા : રાસાયણિક અધિશોષણ ખૂબ જ વિશિષ્ટ હોય છે. અને અધિશોષક અને અધિશોખિત વચ્ચે રાસાયણિક બંધન શક્ય હશે તો જ તે થશે. ઉદાહરન તરીકે, ધાતુઓ પર ઑક્સિજનનું અધિશોષણ ઑક્સાઇડ રચનાને લીધે છે અને હાઇડ્રોજન સંક્રાંતિ ધાતુઓ પર હાઇડ્રોજનનું અધિશોષણ હાઇડ્રાઇડની રચનાને લીધે છે.
• અપ્રતિવર્તીયતા: રાસાયણિક અધિશોષણ સંયોજનની રચનાનો સમાવેશ કરે છે. તે સ્વભાવે અપ્રતિવર્તીય છે. રાસાયણિક અધિશોષણ પણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે પણ નીચા તાપમાને ઊંચી સક્રિયકરણ ઊર્જાને કા૨ણે ઘણી ધીમી છે. મોટાભાગની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની જેમ રાસાયણિક અધિશોષણ તાપમાનના વધારા સાથે વધે છે. નીચા તાપમાને વાયુનું ભૌતિક અધિશોષણ ઊંચા તાપમાને રાસાયણિક અધિશોષણમાં ફેરવાઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે ઊંચું દબાણ રાસાયણિક અધિશોષણને લાભકારક છે.
• સપાટીનું ક્ષેત્રફળ : ભૌતિક અધિશોષણની જેમ રાસાયણિક અધિશોષણ અધિશોષકની સપાટીમાં વધારા સાથે વધે છે.
• અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી : રાસાયણિક અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી ઊંચી (80-240 kJ mol^-1)છે, કારણ કે તે રાસાયણિક બંધ રચનાનો સમાવેશ કરે છે.

પ્રશ્ન 6.
ભૌતિક અધિશોષણ અને રાસાયણિક અધિશોષણનો તફાવત જણાવો.
ઉત્તર:

ભૌતિક અધિશોષણ	રાસાયણિક અધિશોષણ
(1) તે વાન ડર વાલ્સ બળોના કારણે ઉદ્ભવે છે.	(1) તે રાસાયણિક બંધ રચનાના કારણે ઉદ્ભવે છે.
(2) તે સ્વભાવે વિશિષ્ટ નથી.	(2) તે સ્વભાવે ખૂબ જ વિશિષ્ટ છે.
(3) તે સ્વભાવે પ્રતિવર્તી છે.	(3) તે સ્વભાવે અપ્રતિવર્તી છે.
(4) તે વાયુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. સહેલાઈથી પ્રવાહીકૃત કરી શકાતા વાયુઓ ઝડપથી અધિશોષિત થાય છે.	(4) તે પણ વાયુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે જે વાયુઓ અધિશોષક સાથે પ્રક્રિયા કરી શકે છે તે રાસાયણિક અધિશોષણ દર્શાવે છે.
(5) આ કિસ્સામાં અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી નીચી (20-40 kJ/mol−1) છે.	(5) આ કિસ્સામાં અધિશોષણની ઍન્થાલ્પી ઊંચી (80-240 kJ mol−1) છે.
(6) નીચું તાપમાન અધિશોષણ માટે ફાયદાકારક છે તે તાપમાનના વધારા સાથે ઘટે છે.	(6) ઊંચું તાપમાન અધિશોષણ માટે ફાયદાકારક છે. તે તાપમાનના વધારા સાથે વધે છે.
(7) કોઈ ખાસ ચોક્કસ સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂર પડતી નથી.	(7) કેટલીક વખત ઊંચી સક્રિયકરણ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
(8) તે સપાટી ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે. સપાટી ક્ષેત્રફળના વધારા સાથે વધે છે.	(8) તે પણ સપાટી ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે. વળી, તે સપાટી ક્ષેત્રફળના વધારા સાથે વધે છે.
(9) ઊંચા દબાણે તે અધિશોષક સપાટી પર બહુ આણ્વિય સ્તરોમાં પરિણમે છે.	(9) તે એક આણ્વિય સ્તરમાં પરિણમે છે.

પ્રશ્ન 7.
ફ્રેન્ડલીચ અધિશોષણ સમતાપ વક્ર વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
ફ્રેન્ડલીચે, 1909માં કોઈ ખાસ તાપમાને ઘન અધિશોષકના એકમ દળ વડે અધિશોષિત થતાં વાયુ અને દબાણ વચ્ચેનો પ્રમાણસૂચક (empirical) સંબંધ આપ્યો. આ સંબંધ નીચેના સમીકરણથી અભિવ્યક્ત કરી શકાય :
\(\frac{x}{m}\) = k.p^½(n>1) ………………………………………(1)

જ્યાં x, p દબાણે અધિશોષકના m દળ પર અધિશોષિત વાયુનું દળ છે અને k તથા n અચળાંક છે જે કોઈ ખાસ તાપમાને અધિશોષક અને વાયુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે આ સંબંધ વક્ર તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે. જયાં અધિશોષકના પ્રતિગ્રામે અધિશોષિત વાયુના દળનો દબાણ વિરુદ્ધ આલેખ દોરવામાં આવે છે. (જુઓ આકૃતિ) આ વક્રો સૂચવે છે કે ચોક્કસ દબાણે તાપમાનના વધારા સાથે ભૌતિક અધિશોષણમાં ઘટાડો થાય છે. આ વક્રો હંમેશાં ઊંચા દબાણે સંતૃપ્તતાને પહોંચતા જણાય છે.

સમીકરણ-1નો ઘાતાંક લેતાં,
\(\log \frac{x}{m}=\log k+\frac{1}{n} \log p \) …………………………………….(2)
ફ્રેન્ડલીચની સમતાપ વક્રની યથાર્થતા Y-ધરી (કોટી) પર log\(\frac{x}{m} \) અને log p ને X-ધરી (યામ) ૫૨ લઈને ગ્રાફ દોરીને ખાતરી કરી શકાય છે. જો તે સીધી રેખા મળે તો ફ્રેન્ડલીચ સમીકરણ યથાર્થ છે નહિ તો નથી. સીધી રેખાનો ઢાળ \(\frac{1}{n} \) નું મૂલ્ય આપે છે. આકૃતિમાં Y-ધરી પર આંતર્ભેદ log નું મૂલ્ય આપે છે.

ફુલીચ સમતાપ વક્ર અધિશોષણની આશરા પડતી વર્તણૂક સમજાવે છે. \(\frac{1}{n} \) નું 0 અને 1ની વચ્ચે મૂલ્ય (સંભવિત વિસ્તાર 0.1થી 0.5) હોય છે. સમીકરણ-2 દબાણના સીમિત વિસ્તાર પૂરતું વાજબી જણાય છે.
જ્યારે \(\frac{1}{n} \)=0, ત્યારે \(\frac{x}{m} \) = અચળાંક એટલે કે અધિશોષણ દબાણથી સ્વતંત્ર છે. જ્યારે \(\frac{1}{n} \) =1, \(\frac{x}{m} \) = kp એટલે કે
\(\frac{x}{m} \) ∝ p એટલે કે અધિશોષણ દબાણના સમપ્રમાણમાં છે.
બંને શરતોને પ્રાયોગિક પરિણામો દ્વારા ટેકો મળેલ છે. પ્રાયોગિક સમતાપ રેખા હંમેશાં ઊંચા દબાણે સંતૃપ્તતાએ પહોંચે છે. આ ફ્રેન્ડલીચના અધિશોષણ સમતાપ રેખાથી સમજાવી શકાય નહીં. આથી તે ઊંચા દબાણે નિષ્ફળ નીવડે છે.

પ્રશ્ન 8.
દ્રાવણમાં રહેલા દ્રાવ્યનું ધન અધિશોષક વડે થતું ધિશોષણ સર્વિસ્તર સમજાવો.
ઉત્તર:
ઘન પદાર્થો દ્રાવણોમાંથી પણ દ્રાવ્યનું અધિશોષન્ન કરી શકે છે, જ્યારે એસિટિક ઍસિડના પાણીમાંના દ્રાવણને ચારકોલ સાથે લાવવામાં આવે છે. એસિડનો કેટલોક ભાગ ચારકોલ પર અધિશોષિત થાય છે અને દ્રાવણમાં ઍસિડની સાંદ્રતા ઘટે છે. એ જ પ્રમાણે લિટમસના દ્વાવણને ચારકોલ સાથે હલાવવામાં આવે છે. ત્યારે તે રંગવિહીન થાય છે. Mg(OH)₂,નું જ્યારે મૅગ્નેસન પ્રક્રિયકની હાજરીમાં અવક્ષેપન કરવામાં આવે છે ત્યારે તે વાદળી રંગ ગ્રહણ કરે છે. દ્રાવણ કલામાંથી અધિશોષણની બાબતમાં નીચેના અવલોકનો કરવામાં આવ્યા છે.

• અધિશોષત્રની માત્રા તાપમાનના વધારા સાથે ઘટે છે.
• અધિશોષણની માત્રા અધિશોષકનું સપાટી ક્ષેત્રફળ વધારતાં વધે છે.
• અધિશોષણની માત્રા દ્વાવણમાં રહેલા દ્રાવ્યની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.
• અધિશોષણની માત્રા અધિશોષક અને અધિશોષિતના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.

દ્વાવણમાંથી અધિશોષણની પરિશુદ્ધ (precise) ક્રિયાવિધિ જાણીતી નથી. ફ્રેન્ડલીચ સમીકરણ દ્રાવણમાંથી અધિશોષણની વર્તણૂકને આશરે સમજાવે છે. ફેરફાર એટલો જ છે કે દબાણને બદલે દ્વાવણની સાંદ્રતાને ગણતરીમાં લેવી પડે છે. એટલે કે,
\(\frac{x}{m} \) = kC^{\(\frac{1}{n} \)} (C સંતુલન સાંદ્રતા છે એટલે કે જ્યારે અધિશોષણ સંપૂર્ણ હોય ત્યારે). ઉપરના સમીકરણના પાતાંક (લઘુગણક) લેતાં આપણને મળશે.
\(\log \frac{x}{m}=\log k+\frac{1}{n} \log C \)
log\(\frac{x}{m} \) વિરુદ્ધ log C નો આલેખ દોરતાં સીધી રેખા મળશે.

જે ફ્રેન્ડલીચ અધિશોષણ સમતાપ રેખાના વાજબીપણાને દર્શાવે છે અને પ્રાયોગિક રીતે એસિટિક ઍસિડની જુદી-જુદી સાંદ્રત્તાવાળા દ્રાવો લઈને પારખી શકાય.
જુદા જુદા ફ્લાસ્કમાં દ્રાવણનો સરખો કદ સરખા જથ્થામાંના અધિશોષકમાં ઉમેરવામાં આવે છે. જુદા જુદા ફ્લાસ્કમાં અધિશોષણ બાદ સાંદ્રતા નક્કી કરવામાં આવે છે.
પ્રારંભિક અને અંતિમ સાંદ્રતાનો તફાવત ના મૂલ્ય આપે છે. ઉપરના સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ફ્રેન્ડલીચ સમીકરણનું વાજબીપણું પ્રસ્થાપિત કરી શકાય છે.

પ્રશ્ન 9.
અધિશોષણના અનુપ્રયોગો વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
અધિશોષણની પરિઘટના ઘણા બધા અનુપ્રયોગો ધરાવે છે, જેમાંના કેટલાક નીચે મુજબ છે :

• ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ ઉત્પન્ન કરવા ઃ શૂન્યાવકાશ પંપ વડે શૂન્યાવકાશ કરેલા પાત્રમાંથી આ ગયેલ અલ્પ પ્રમાણમાં હવાને ચારકોલ વર્ડ અધિશોષિત કરવામાં આવે છે. જેથી વધુ ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
• ગૅસ માસ્ક : ગૅસ માસ્ક (એક એવું ઉપકરણ છે જે સક્રિયકૃત ચારકોલ અથવા અધિશોષકનું મિશ્રણ ધરાવે છે)નો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ કોલસાની ખાણોમાંથી નીકળતા ઝેરી વાયુઓને અધિશોષી લેવા માટે શ્વાસોચ્છ્વાસ દરમિયાન વપરાય છે,
• ભેજનું નિયંત્રણ : સિલિકા અને એલ્યુમિનિયમ જૅલ ભેજ દૂર કરવા માટે અને ભેજના નિયંત્રણ માટે અધિશોષક તરીકે વપરાય છે.
• દ્રાવણોમાંથી રંગીન દ્વાવ્યને દૂર કરવા ઃ પ્રાણિજ ચારકોલ દ્રાવણમાંથી રંગને રંગીન અશુદ્ધિઓનું અધિશોષણ કરી દૂર કરે છે.
• વિષમાંગ ઉદ્દીપન : ઉદ્દીપકની ઘન સપાટી પર પ્રક્રિયકોનું અધિશોષણ પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે. ઘણી બધી ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ ઉપયોગી પ્રક્રિયાઓ છે જેમાં ઘન ઉદ્દીપક વપરાય છે. એમોનિયાનું ઉત્પાદન લોખંડને ઉદ્દીપક તરીકે વાપરીને, સંપર્ક પદ્ધતિ દ્વારા H₂SO₄ નું ઉત્પાદન અને તેલના હાઇડ્રોજીનેશન માટે ઝીણી કરેલી નિકલનો ઉપયોગ વિષમાંગ સંતુલનના ઉત્તમ ઉદાહરણો છે.
• નિષ્ક્રિય વાયુઓનું અલગીકરણ : ચારકોલ વડે વાયુઓના અધિશોષણમાંના તફાવતના ફેરફારને કારણે ઉમદા વાયુઓના મિશ્રણને જુદા જુદા તાપમાને નાળિયેર- ચારકોલ પર અધિશોષણ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે. (vii)રોગ મટાડવા માટે : ઘણા બધા ઔષધો જીવાણુને તેમના પર અધિશોષિત કરીને મારી નાખવામાં આવે છે.
• ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ : નિમ્ન કક્ષાની સલ્ફાઇડ અયસ્ક (કાચી ધાતુ)ને સિલિકાથી અને અન્ય કૃતિકામય દ્રવ્યથી અલગ કરીને આ પદ્ધતિથી સંકેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે. આમાં પાઇન ઑઇલ અને ફીન્ન ઉત્પન્નકારક પ્રક્રિયકને વાપરવામાં આવે છે.
• અધિશોષણ સૂચકો : કેટલાક અવક્ષેપ જેમ કે સિલ્વર હેલાઇડની સપાટીને ઇઓસીન, ફ્લોરેસીન વગેરે કેટલાક રંગકોને અધિશોષિત કરવાનો ગુણધર્મ હોય છે અને તેને કારણે અંતિમ બિંદુએ લાક્ષણિક રંગ પેદા કરે છે.
• ક્રોમેટોગ્રાફિક વિશ્લેષણ : અશિોષત્ર પરિષટના પર આધારિત ક્રોમેટોગ્રાફિક વૈશ્લેષિક અને ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં ઘણા અનુપ્રયોગો ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 10.
ઉદ્દીપન વિશે માહિતી આપી તથા પ્રવર્ધક વિશે સમજાવો.
ઉત્તર:
પોટેશિયમ ક્લોરેટને જયારે ખૂબ જ તીવ્રતાથી ગરમ કરવામાં આવે છે તો ધીમેથી વિઘટન પામીને ડાયઑક્સિજન આપે છે. વિઘટન 653-873 K તાપમાનના ગાળામાં (વિસ્તારમાં) થાય છે.
2KCIO₃ → 2KCl + 3O₂

જ્યારે થોડોક મેંગેનીઝ ડાર્યોક્સાઇડ તેમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે સરખામણીમાં નીચા તાપમાને એટલે કે 473-633 K તાપમાને વિઘટન પામે છે અને ખૂબ જ પ્રર્વેગિત વેગે વિધટન થાય છે.

ઉમેરેલ મેંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડ તેના દળના સંઘટનના સંદર્ભમાં તે ફેરફારહીન રહે છે. એ જ રીતે, ઘણી બધી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના વેગ વિશ્વતીય પદાર્થની હાજરીમાં બદલી શકાય છે. જુદા-જુદા વિજાતીય પદાર્થોની રાસાયણિક પ્રક્રિયાના વેગ પરની અસરનો

પદ્ધતિસર અભ્યાસ સૌપ્રથમ બર્ઝેલિયર્સ 1835માં કરેલો, આવા પદાર્થો માટે તેમણે ઉદ્દીપક પર્યાય સૂચવેલો, પદાર્થો જે રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે અને પોતાની જાતે રાસાયણિક રીતે અથવા જથ્થાત્મક રીતે પ્રક્રિયા પછી ફેરફાર વગર રહે છે, તેમને ઉદીપક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ પરિઘટનાને ઉદીપન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રવર્ધક અને વિષ : પ્રવર્ધકો એવા પદાર્થો છે જે ઉદ્દીપકની સક્રિયતામાં વધારો કરે છે, જ્યારે વિષ (ઝે૨) ઉદ્દીપકની સક્રિયતામાં ઘટાડો કરે છે. ઉદાહરલ તરીકે, એમોનિયાના ઉત્પાદનની હેબર વિધિમાં મોલિબ્ડેનમ, આયર્ન જે ઉદ્દીપક તરીકે વપરાયેલ છે તેને માટે પ્રવર્ધક તરીકે કાર્ય કરે છે.

પ્રશ્ન 11.
સમાંગ ઉદ્દીપન અને વિષમાંગ ઉદ્દીપન વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
સમાંગ ઉદ્દીપન : જ્યારે પ્રક્રિયકો, નીપજો અને ઉદ્દીપક એક જ કલામાં હોય ત્યારે પ્રક્રમને સમાંગ ઉદ્દીપન કહેવામાં આવે છે. તેના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે પ્રમાણે છે :
(i)લેડ ચેમ્બર વિધિમાં સહર ડાર્યોક્સાઈડનું સલ્ફર ટ્રાયૉક્સાઇડમાં ઑક્સિજન સાથેનું ઉદ્દીપક નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડની હાજરીમાં ઑક્સિડેશન,

પ્રક્રિયકો સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને ઑક્સિજન અને ઉદ્દીપક નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ બધા એક જ કલામાં છે.
(ii) HCl વડે પૂરા પાડવામાં આવતા ઉદ્દીપક H⁺ની હાજરીમાં મિથાઇલ એસિટેટનું જળવિભાજન.

બંને પ્રક્રિયકો અને ઉદ્દીપક એક જ કલામાં છે.
(iii) સલ્ફયુરિક એસિડ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા H⁺ આયનથી ખાંડનું જળવિભાજન ઉદીપિત થાય છે.

બંન પ્રક્રિયકો અને ઉદ્દીપક એક જ અવસ્થામાં છે.
વિષમાંગ ઉદ્દીપન : એવી ઉદીપન પ્રક્રમ જેમાં પ્રક્રિયકો અને ઉદ્દીપક જુદી જુદી કલામાં હોય છે તો વિષમાંગ ઉદ્દીપન કહે છે. વિષમાંગ ઉદીપનના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :
(i) Ptની હાજરીમાં સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડનું સલ્ફર ટ્રાયૉક્સાઇડમાં ઓક્સિડેશન

પ્રક્રિયક વાયુમય અવસ્થામાં છે. જ્યારે ઉદ્દીપક થન અવસ્થામાં છે.
(ii) હેબર વિધિમાં ઝીન્ના કરેલ આયર્નની હાજરીમાં ડાયનાઇટ્રોજન અને ડાયહાઇડ્રોજનનું સંયોગીકરણ.

પ્રક્રિયકો વાયુમય અવસ્થામાં છે. જ્યારે ઉદ્દીપક થન અવસ્થામાં છે.
(iii) ઑસ્વાલ્ડ વિધિમાં પ્લેટિનમ ગોજની ાજરીમાં એમોનિયાનું નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડમાં ઑક્સિડેશન

પ્રક્રિયકો વાયુમય અવસ્થામાં છે જ્યારે ઉદ્દીપક ઘન અવસ્થામાં છે.
(iv) ઝીણા કરેલા નિલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વનસ્પતિ તેલનું હાઇડ્રોજિનેશન,

પ્રક્રિયકોમાંનો એક પ્રવાહી અવસ્થામાં અને બીજો વાયુમય અવસ્થામાં છે જ્યારે ઉદ્દીપક ધન અવસ્થામાં છે.

પ્રશ્ન 12.
વિશ્વમાંગ ઉદ્દીપનનો અધિશોષણ સિદ્ધાંત સમજાવો.
ઉત્તર:
આ સિદ્ધાંત વિષમાંગ સંતુલનની ક્રિયાવિધિ સમજાવે છે. જુનો સિદ્ધાંત ઉદીપનના અધિશોષણ સિદ્ધાંત તરીકે જાણીતો છે. જેમાં એમ ગણવામાં આવતું હતું કે વાયુમય અવસ્થા અથવા દ્રાવણમાંના પ્રક્રિયકો ઘન ઉદ્દીપકની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે.
સપાટી પર પ્રક્રિયકોની સાંદ્રતામાં વધારો પ્રક્રિયાવેગ વધારે છે. અધિશોન્ન ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા હોવાથી અધિશોન્ન ઉષ્માનો ઉપયોગ પ્રક્રિયાનો વેગ વધારવામાં થાય છે.

આધુનિક અધિશોષણ સિદ્ધાંત મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણનો સિદ્ધાંત અને જુના અધિશોષણ સિદ્ધાંતનું સંયોગીકરણ છે. ઉદ્દીપિત સક્રિયતા ઉદ્દીપકની સપાટી પર સ્થાનીકૃત થાય છે.

આ ક્રિયાવિધિ પાંચ સોપાનોનો સમાવેશ કરે છે:

• પ્રક્રિયકોનું ઉદ્દીપકની સપાટી તરફનું પ્રસરણ.
• ઉદ્દીપકની સપાટી પર પ્રક્રિયક અણુઓનું અધિશોપન્ન
• મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણ દ્વારા ઉદ્દીપકની સપાટી પર રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનું થયું.
• ઉદ્દીપક સપાટી પરથી પ્રક્રિયા નીપજનું અપશોષણ અને તેને પરિણામે ફરીથી સપાર્ટીની પ્રાપ્તિ જેથી વધુ પ્રક્રિયા થઈ શકે.
• પ્રક્રિયા નીપજનું ઉદીપકની સપાટીથી દૂર પ્રસરણ થવું, ઉદ્દીપકની સપાટી પર અંદરના જથ્થા કરતાં મુક્ત સંયોજકતાઓ અણુઓ હોય છે જે રાસાયણિક આકર્ષણ બળોને ગોઠવાઈ જવા માટે સ્થાન આપે છે.

આવી સપાટીના સંપર્કમાં જ્યારે વાયુ આવે છે ત્યારે નિર્બળ રાસાયણિક સંયોગીકરણને કારણે એકસાથે ત્યાં ગોઠવાય છે. જો જુદા જુદા અણુઓ બાજુ બાજુમાં અધિશોષિત થયેલા હોય તો, તેઓ એકબીજા સાથે પ્રક્રિયા કરે જેને પરિણામે નવા અણુઓનું નિર્માણ થાય છે. આમ, રચાયેલાં અણુઓ સપાટી પરથી બાષ્પીભવન પામે જેથી તાજા પ્રક્રિયક અણુઓને સપાટી પૂરી પાડે,

આ સિદ્ધાંત સમજાવે છે કે પ્રક્રિયાને અંતે ઉદ્દીપકના દળમાં અને રાસાયણિક સંઘટનમાં ફેરફાર થતો નથી, અને તે અલ્પપ્રમાણમાં હોવા છતાં અસરકારક રહે છે. તેમ છતાં પણ આ સિદ્ધાંત ઉદ્દીપકીય પ્રવર્ધકો અને ઉદ્દીપકીય વિષના કાર્યને સમજાવી શકતા નથી.

પ્રશ્ન 13.
ધન ઉદ્દીપનની અગત્યની ખાસિયતો જણાવો.
ઉત્તર:
ઘન ઉદ્દીપનની અગત્યની ખાસિયતો નીચે મુજબ છે :
(a) સક્રિયતા : ઉદ્દીપકની સક્રિયતા વિશેષ પ્રમાણમાં રાસાયણિક અધિશોષણની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે. પ્રક્રિયકો ઉદ્દીપક પર પ્રમાણમાં પ્રબળતાથી અધિશોષિત થવા જોઈએ જેથી તે સક્રિય બને. વળી, તે એટલી બધી પ્રબળતાથી અધિશોખિત ન થવાં જોઈએ. જેથી તેઓ ગતિશીલ રહે નહીં અને બીજા પ્રક્રિયક ઉદ્દીપકની સપાટી પર અધિશોષિત થવા માટે જગ્યા ન હોય.

(b) વરણાત્મકતા : ઉદ્દીપકની વરણાત્મકતા એટલે કે જ્યારે સમાન પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિમાં અનેક નીપજો શક્ય હોય ત્યારે તેની ચોક્કસ નીપજ ઉત્પન્ન કરવાની દિશામાં લઈ જવાની ક્ષમતા.
સમાન પ્રક્રિયકો માટે જુદાં જુદાં દીપકોની વરણાત્મકતા જુદી- જુદી હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, H₂ અને COથી શરૂઆત કરીને જો જુદાં જુદાં ઉદીપકો વાપરીએ તો જુદી જુદી નીપજો મળે છે.

આથી એ અવલોકન કરી શકાય કે ઉદ્દીપકીય પ્રક્રિયા સ્વભાવે ખૂબ જ વરણાત્મક છે. એટલે કે કોઈ આપેલ ઉદીપક કોઈ ખાસ પ્રક્રિયા માટે વર્તે છે અને બધી પ્રક્રિયાઓ માટે નહિ.
આનો અર્થ એમ થાય છે કે એક પદાર્થ કોઈ એક પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે, તે અન્ય પ્રક્રિયાઓને ઉદીપિત કરવામાં નિષ્ફળ નીવડે.

પ્રશ્ન 14.
ઝિયોલાઇટ વડે આકાર વરણાત્મક સંદીપન સમજાવો.
ઉત્તર:
ઉદ્દીપકીય પ્રક્રિયાઓ જે ઉદ્દીપકની છિદ્ર રચના અને પ્રક્રિયક અને નીપજ અણુઓના કદ પર આધાર રાખે છે તેને આકાર વરણાત્મક ઉદીપન કરે છે.
ઝિયોલાઇટ સારા આકાર વરણાત્મક ઉદ્દીપક છે કારણ કે તેમની રચના મધપૂડા જેવી હોય છે. તે ઍલ્યુમિનોસિલિકેટના સૂક્ષ્મ છિદ્રો જેમને ત્રિ-પરિમાણીય જાળીદાર રચના હોવાથી કેટલાક સિલિકોન પરમાણુ ઍલ્યુમિનિયમ પરમાણુ વડે વિસ્થાપિત થાય છે અને Al-O-Si માળખું આપે છે.

ઝિયોલાઇટમાં ભાગ લેતી પ્રક્રિયાઓ પ્રક્રિયક અને નીપજ અણુઓના કદ અને આકાર ઉપરાંત ઝિયોલાઇટ છિદ્રો અને પોલાણ પર આધાર રાખે છે. તે કુદરતમાં મળી આવે છે તેમજ ઉદ્દીપકીય વરણાત્મકતા માટે સાંશ્લેષિત સ્વરૂપ પણ મળે છે. ઝિયોલાઈટના વિશાળ પાયા પર ઉદ્દીપક તરીકે ઉપયોગ પેટ્રોરસાયણ ઉદ્યોગમાં હાઇડ્રોકાર્બનના વિભંજન અને સમઘટીકરણ માટે થાય છે. પેટ્રોરસાયા ઉદ્યોગમાં વપરાતો અગત્યનો ઝિયોલાઇટ ઉદ્દીપક ZSM-5 છે. તે આલ્કોહૉલનું સીધું જ ગેસોલીન (પેટ્રોલ)માં નિર્જલીકરણ કરીને હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોનું મિશ્રણ આપે છે,

પ્રશ્ન 15.
ઉત્સેચક ઉદ્દીપન ઉદાહરણ આપીને સમજાવો.
ઉત્તર:
ઉત્સેચકો જટિલ નાઇટ્રોજનયુક્ત કાર્બનિક સંયોજનો છે જે સજીવ વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓ દ્વારા પેદા કરવામાં આવે છે.
ખરેખર તો તેઓ ઉચ્ચ આવીયદળ ધરાવતા પ્રોટીન અણુઓ છે. અને પાણીમાં કલિલમય દ્રાવણ રચે છે. તે ઘણાં અસરકારક ઉદ્દીપકો છે, ઘણી બધી પ્રક્રિયાઓને દીપિત કરે છે. ખાસ કરીને જે પ્રક્રિયાઓ કુદરતી પ્રક્રમ સાથે સંકળાયેલ હોય છે.

પ્રાણી તથા વનસ્પતિના શરીરમાં થતી ઘણી પ્રક્રિયાઓ જે જીવન- પ્રક્રમને જાળવી રાખે છે. તે બધી ઉત્સેચક દ્વારા ઉદીપિત થાય છે. આમ, ઉત્સેચકો જૈવરાસાયણિક ઉદ્દીપકો તરીકે ઓળખાય છે અને આ પરિઘટના જૈવરાસાયણિક ઉદ્દીપન તરીકે ઓળખાય છે.
ઘણા ઉત્સેચકો જીવિત કોષોમાંથી શુદ્ધ સ્ફટિક સ્વરૂપે મેળવી શકાય છે. તેમ છતાં પ્રથમ ઉત્સેચકનું સંશ્લેષણ પ્રયોગશાળામાં 1969માં થયું હતું, નીચે ઉત્સેચક ઉદ્દીપિત પ્રક્રિયાઓના કેટલાક ઉદાહરણો આપેલા છે.
(i) ખાંડનું વ્યુત્ક્રમન્ન : ઇન્વર્ટેઝ ઉદીપક ખાંડનું ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝમાં પરિવર્તન કરે છે.

(ii) ગ્લુકોઝનું ઇથાઇલ આલ્કોહૉલમાં પરિવર્તન: ઝાયમૈઝ ઉદ્દીપક ગ્લુકોઝનું ઇથાઇલ આલ્કોહૉલ અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડમાં પરિવર્તન કરે છે.

(iii) સ્ટાર્ચનું માલ્ટોઝમાં પરિવર્તન ઃ ડાયાસ્ટેઝ ઉત્સેચક સ્ટાર્ચનું માલ્ટોઝમાં પરિવર્તન કરે છે.

(iv) માલ્ટોઝનું ગ્લુકોઝમાં પરિવર્તન ઃ માલ્ટેઝ ઉત્સેચક માલ્ટોઝનું ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતર કરે છે.

(v) યુરિયાનું એમોનિયા અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડમાં વિઘટન : યુઝ ઉદ્દીપક આ વિઘટનને ઉદ્દીપિત કરે છે.

(vi) હોજરીમાં પેપ્સિન ઉદ્દીપક પ્રોટીનનું પેપ્ટાઇડમાં પરિવર્તન કરે છે. જ્યારે આંતરડામાં પેન્ક્રિયાટીક ટ્રિપ્સિન પ્રોટીનનું એમિનો ઍસિડમાં જળવિભાજન દ્વારા પરિવર્તન કરે છે. (vii) દૂધનું દહીંમાં પરિવર્તન ઃ તે ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયા છે જે દહીંમાં રહેલા લેક્ટોબેસિલિ ઉત્સેચક વડે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 16.
ઉત્સેચક ઉદ્દીપનની લાક્ષણિકતાઓ સમજાવો.
ઉત્તર:
ઉત્સેચક ઉદ્દીપનની લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે :
(i) ખૂબ જ વિશિષ્ટ કાર્યક્ષમ : ઉત્સેચકનો એક અણુ પ્રક્રિયકના દસ લાખ અણુઓને પ્રતિમિનિટમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
(ii) ઉચ્ચતમ વિશિષ્ટ સ્વભાવ (પ્રકૃતિ) : દરેક ઉત્સેચક આપેલ પ્રક્રિયક માટે વિશિષ્ટ હોય છે. એટલે કે એક ઉદ્દીપક એક પ્રક્રિયા કરતાં વધુ પ્રક્રિયાને ઉદીપિત કરી શકે નહીં. ઉદાહરણ તરીકે, યુરિયાના જળવિભાજનમાં યુરેઝ ઉદ્દીપક માત્ર યુરિયાનું જળવિભાજન કરે છે. તે બીજા કોઈ એમાઇડનું જળવિભાજન કરતું નથી.

(iii) અનુકૂળતમ તાપમાને ઉચ્ચતમ સક્રિય : ઉત્સેચક પ્રક્રિયાનો વેગ અમુક ચોક્કસ તાપમાને મહત્તમ બને છે જે તાપમાનને અનુકૂળતમ તાપમાન કહે છે. અનુકૂળતમ તાપમાનથી કોઈ પણ ઊંચા કે નીચા તાપમાને ઉત્સેચક સક્રિયતા ઘટે છે. અનુકૂળતમ તાપમાન ઉત્સેચક્રીય સક્રિયતા માટે 298-310 K તાપમાનના ગાળામાં હોય છે. માનવશરીરનું તાપમાન 310K હોવાથી તે ઉત્સેચક ઉદ્દીપકીય પ્રક્રિયાઓ માટે યોગ્ય રહે છે.

(iv) અનુકૂળતમ pH હેઠળ ઉચ્ચતમ સક્રિય : ઉત્સેચક દીપકીય પ્રક્રિયા અમુક pH મૂલ્યે મહત્તમ હોય છે અને આ pH મૂલ્યને અનુકૂળતમ pH કહે છે જે pH 5-7ની વચ્ચે હોય છે.

(v) ઉત્તેજક અને સહઉત્સેચકની હાજરીમાં સક્રિયતા વધે છે : ઉત્સેચકીય સક્રિયતા કેટલાક પદાર્થો જેને સહ-ઉત્સેચક કહેવામાં આવે છે તેની હાજરીમાં ઉત્સેચકીય સક્રિયતા વધે છે. આવા પદાર્થોને સહ-ઉત્સેચક કહેવામાં આવે છે. એ નોંધવામાં આવ્યું છે કે જયારે બિન-પ્રોટીન (વિટામિન)નું અલ્પપ્રમાણ ઉસેચક સાથે હાજર હોય તો ઉત્સેચકીય સક્રિયતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.

ઉત્તેજકો : સામાન્ય રીતે Na⁺, Mn⁺², Cu⁺², Co⁺² વગેરે જેવા ધાત્વીય આયનો હોય છે. આ આયનો જ્યારે ઉત્સેચક અણુઓ સાથે નિર્બળ રીતે બંધિત હોય છે ત્યારે તેમની ઉત્સેચકીય સક્રિયતા વધારે છે. Na* (એમાઇલોડ સોડિયમ ક્લોરાઇડ) આયનની હાજરીમાં ઉદ્દીપકીય રીતે ખૂબ જ સક્રિય હોય છે.

(vi) નિરોધકો અને વિશ્વની અસર: સામાન્ય ઉદ્દીપકની જેમ, ઉત્સેચક કેટલાક પદાર્થોની હાજરીમાં નિરોધન પામે છે અથવા વિષ-ઝેરીકરણ પામે છે. નિરોધકો અથવા વિષ સક્રિય ક્રિયાશીલ સમૂહ સાથે ઉત્સેચક સપાટી પર પારસ્પારિક ક્રિયા કરે છે અને તે ઉત્સેચકની ઉદ્દીપકીય સક્રિયતાને ઘટાડી નાખે છે અથવા સંપૂર્ણપણે નાશ કરે છે. ઘણા ઔષધનો ઉપયોગ શરીરમાં ઉત્સેચક નિરોધકો તરીકેની તેમની ક્રિયા સાથે સંબંધ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 17.
ઉત્સેચક ઉદ્દીપનની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
ઉત્સેચકોના કલિલમય કણોની સપાટી પર ઘણા છિદ્રો રહેલા હોય છે. આ છિદ્રો લાક્ષણિક આકારના હોય છે અને −NH₂, -COOH, −SH, −OH વગેરે સક્રિય સમૂહ ધરાવતા હોય છે. ખરેખર તો આ ઉત્સેચક કણોની સપાટી પરના સક્રિય કેન્દ્રો હોય છે. પ્રક્રિયકના અણુઓ જેમને પૂરક આકાર હોય છે તે આ છિદ્રોમાં જેમ તાળામાં કૂંચી ગોઠવાય છે તેવી જ રીતે ગોઠવાય છે. સક્રિય સમૂહની હાજરીને કારણે સક્રિયકૃત સંકીર્ણ રચાય છે જે પછીથી વિઘટિત થાય છે અને નીપજો આપે છે.

આમ, ઉત્સેચક ઉદ્દીપિત પ્રક્રિયાઓને નીચેના બે તબક્કામાં આગળ વધતી પ્રક્રિયાઓ ગણી શકાય.
તબક્કો-1 : પ્રક્રિયાર્થી (અવસ્તર) સાથે ઉત્સેચકનું બંધન અને સક્રિયકૃત સંકીર્ણની રચના. E + S → ES^≠
તબક્કો-2 : નીપજના નિર્માણ (બનાવટ)માં સક્રિયકૃત સંકીર્ણનું વિઘટન. ES^≠ → E + P

પ્રશ્ન 18.
ઉદ્યોગોમાં ઉદ્દીપકોની ઉપયોગિતા જણાવો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 19.
કલિલ વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
આપણે જાણીએ છીએ કે દ્રાવણો સમાંગ પ્રણાલી છે. આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે રેતીને પાણીમાં હલાવીએ તો નિલંબન આપે છે. જે ધીમે ધીમે સમય સાથે બેસી જાય છે. નિલંબન અને દ્રાવણો બંને ચરમ વચ્ચે આપણે વિશાળ સમૂહોની પ્રણાલી જેને કલિલમય પરિક્ષેપન અથવા સામાન્ય રીતે કલિલ કહીએ છીએ તે મળે છે. કલિલ વિષમાંગ પ્રણાલી છે જેમાં એક પદાર્થ પરિક્ષેપિત કલા ખૂબ ઝીબ્રા કણો સ્વરૂપે અને બીજો પદાર્થ જેને પરિક્ષેપન માધ્યમ કહીએ છીએ તે હોય છે.

દ્રાવણ અને કલિલ વચ્ચેનો આવશ્યક તફાવત કણોના કદનો છે. દ્રાવણોમાં ઘટક કક્કો આયન અથવા નાના કણો સ્વરૂપે હોય છે જયારે કલિલમાં, પરિક્ષેપિત કલા એક બૃહદકણ (જેમ કે પ્રોટીન અથવા સાંશ્લેષિત પૉલિમર) અથવા ઘણા પરમાણુઓ, આયનો કે અણુઓનો સમુચ્ચય હોય છે.

કલિલમય કર્યો. સાદા કણો કરતાં મોટાં હોય છે પણ એટલા નાના હોય છે કે નિલંબિત રહે છે. તેમના વ્યાસનો ગાળો 1 થી 1000 nm (10^-9 to 10⁻⁶m)ની વચ્ચે હોય છે.

કલિલમય કણોને પ્રતિ એકમ દળે ઘણું વિશાળ પૃષ્ઠ ક્ષેત્રફળ તેમના નાના કદને પરિણામે હોય છે. એક 1 cm બાજુવાળો સમધન વિચારો. તેનું કુલ સપાટી ક્ષેત્રફળ 6 cm² છે. જે તેને સમાન રીતે 101¹² સમઘનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે તો સમધન મોટા લિલમય કણોના જેટલું થશે અને તેનું કુલ સપાટી ક્ષેત્રફળ 60,000 cm² અથવા 6 m² થશે. આ વિશાળ સપાટી ક્ષેત્રફળ કલિલના કેટલાક વિશિષ્ટ ગુન્નધર્મો તરફ દોરે છે.

પ્રશ્ન 20.
કલિલનું વર્ગીકરણ સમજાવો.
ઉત્તર:
કલિલનું વર્ગીકરણ નીચેનાં અભિલક્ષણોના આધારે કરવામાં આવે છે :

• પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થા
• પરિક્ષેપિત ક્લા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની પારસ્પરિક ક્રિયાના સ્વભાવ પર
• પરિક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર.

પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થા પર આધારિત વર્ગીકરણ પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ ઘન, પ્રવાહી વાયુ છે તેના આધારે આઠ પ્રકારની કલિલ પ્રણાલી શક્ય છે. એક વાયુ બીજા વાયુ સાથે ભળે ત્યારે સમાંગ મિશ્રણ બનાવે છે અને તેથી તે કલિલયમ પ્રણાલી નથી. જુદા જુદા લિલો અને તેમના વિશિષ્ટ નામ સાથેની યાદી નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલી છે.

ક્રમ પરિક્ષેપિત કલા પરિક્ષેપન માધ્યમ

ઘણી જાણીતી વ્યાપારિક પેદાશો અને કુદરતી વસ્તુઓ કલિલ છે. ઉદાહરણ તરીકે કશા (whipped) ક્રીમ ફીણ છે જે પ્રવાહીમાં પરિક્ષેપિત વાયુ છે.

અગ્નિશામક ફીન્ન એરોપ્લેનના ઉતરાણ વખતના આપત્તિકાળ સમયે વપરાય છે તે પણ કલિલમય પ્રણાલી છે. મોટાભાગના જૈવીય વ જલીય સોલ છે. કોઈ વિશિષ્ટ કોષમાં પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ કલિલમય કદના ક્યો છે જે આયન અને નાના અશ્રુઓના જલીય દ્રાવણમાં પરિક્ષેપિત હોય છે. કોષ્ટકમાં આપેલ કલિલના જુદા જુદા પ્રકારમાંથી વધુ જાણીતા સોલ (પ્રવાહીમાં થન), જેલ (ધનમાં પ્રવાહી) અને પાયસ (ઇમલ્ડ્રન) (પ્રવાહીમાં પ્રવાહી) છે.

પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની પારસ્પરિક પ્રક્રિયાના સ્વભાવ પર આધારિત વર્ગીકરણ : પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચે પારસ્પરિક ક્રિયાના સ્વભાવ પર આધારિત કલિલમય સોલ બે વિભાગમાં વિભાજિત કરેલા છે જે દ્રવઅનુરાગી (દ્વાવક આકર્ષિત) અને દ્વવિરાગી (દ્વાવક અપાકર્ષિત) જે પાછી પરિક્ષેપન માધ્યમ હોય તો વપરાતા પર્યાયો જળઅનુરાગી અને જવિરાગી છે.

પેટાપ્રશ્ન : દ્રવઅનુરાગી અને વિરાગી કલિલ વિશે માહિતી આપો.
(i) વઅનુરાગી કલિલ : દ્રવઅનુરાગી શબ્દનો અર્થ થાય છે કે પ્રવાહી-ચાહક કલિલમય સોલ જે ગુંદર, જીલેટિન, સ્ટાર્ચ, રબર વગેરે જેવા પદાર્થોને યોગ્ય પ્રવાહી (પરિક્ષેપન માધ્યમ)માં મિશ્ર કરતાં ખૂબ જ સહેલાઈથી મળતા સોલને અનુરાગી સૌલ કહે છે. આ સૌલની અગત્યની લાક્ષણિક્તા એ છે કે જો પરિક્ષેપન માધ્યમને પરિક્ષેપિત ક્લામાંથી અલગ કરવામાં આવે, ત્યારે સોલ પરિક્ષેપન માધ્યમ સાથે ફરીવાર મિશ્ર કરીને પુનઃરચિત કરી શકાય છે. આથી જ આ સૌલને પરિવર્તનીય સોલ કહેવામાં આવે છે. વળી, આ સોલ ઘણા જ સ્થાયી હોય છે અને સહેલાઈથી સ્કંદન પામતા નથી.

(ii) દ્વવવિરાગી કલિલ : દ્વવિરાગી શબ્દનો અર્થ થાય છે પ્રવાહી- વિરાગી ધાતુઓ તેના સલ્ફાઇડ વગેરે જેવા પદાર્થો જ્યારે પરિક્ષેપન માધ્યમમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે ત્યારે, કલિલમય સોલ બનાવતા નથી. તેમના કલિમય સૌલ વિશિષ્ટ પદ્ધતિઓ દ્વારા જ બનાવી શકાય છે. આવા સોલને વિરાગી સોલ કહે છે. આ સોલ થોડા પ્રમાણમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરતાં અથવા ગરમ કરતાં અથવા હલાવવાથી ઝડપથી અવક્ષેપિત થાય છે. આથી તેઓ સ્થાયી નથી.

વળી, એકવાર અવક્ષેપિત થયા પછી, ફરી પાછા પરત કલિલમય સોલ પરિક્ષેપન માધ્યમ ઉમેરવા છતાં પદ્મ મેળવી શકાતા નથી. આથી, આ સોલને અપ્રતિવર્તીય સોલ કહે છે. દ્રવિરાગી સોલને સાચવવા કરવા માટે સ્થાયીકારક પ્રક્રિયકોની જરૂર પડે છે.
પેટાપ્રશ્ન : અવક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર આધારિત વર્ગીકરણ : બહુઆણ્વીય, વિરાટ (બૃહદ) આણ્વીય અને સમુચ્ચયિત કલિલ જણાવો.

પરિક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર આધારિત કવિલો બહુઆણ્વીય, વિરાટ આણ્વીય અને સમુચ્ચયિત કલિલો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવેલ છે.

(iii) બહુઆણ્વીય કલિલ : પદાર્થના નાના કો અથવા વિપુલ પ્રમાણમાં અણુઓનું વિલયન કરતાં તેઓ એકબીજા સાથે અને કલિલકણોના કદ (1-1000 nm)ના માપના અણુઓ બનાવે છે. આ રીતે રચાતી સ્પિસીઝને બહુઆણ્વીય કલિલ કહે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગોલ્ડ સૌલ ઘણા પરમાણુ ધરાવતાં જુદાં જુદાં કદના કણો ધરાવે છે. સલ્ફર સોલ હજાર અથવા વધારે S સલ્ફર અણુઓના કણો ધરાવે છે.

(iv) વિરાટ આણ્વીય કલિલ : વિરાટ અણુઓ યોગ્ય દ્વાવકમાં દ્રાવણ બનાવે છે જેમાં વિરાટ અણુઓનું કદ કલિલમયના કદનાં ગાળામાં હોય છે. આવી પ્રણાલીને વિરાટ આણ્વીય કલિલ કહે છે. આ કલિલ ઘણા જ સ્થાયી હોય છે અને ઘણી બાબતોમાં સાચા દ્રાવણને મળતાં આવે છે. કુદરતી રીતે ઉદ્ભવતા વિરાટ અણુઓમાં સ્ટાર્ચ, સેલ્યુલોઝ, પ્રોટીન અને ઉત્સેચકનો સમાવેશ થાય છે અને માનવસર્જિત વિરાટ અણુઓમાં પૉલિથીન, નાયૉન, પૉલિસ્ટાયરીન, સાંશ્લેષિત રબર વગેરે છે.

(v) સમુચ્ચયિત કલિલ (મિસેલ) : આ કેટલાક એવા પદાર્થો છે જે નિમ્ન સાંદ્રતાએ સામાન્ય પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વર્તે છે, પરંતુ ઊંચી સાંદ્રતાએ સમુચ્ચયની રચનાને કારણે કલિલમય વર્તણૂક દર્શાવે છે.
આ રીતે રચાયેલા સમુચ્ચયિત કોને મિસેલ કહેવામાં આવે છે. તેઓ સમુચ્ચયિત કલિલ તરીકે પણ ઓળખાય છે. મિસેલની રચના અમુક ખાસ તાપમાન કરતાં ઊંચા તાપમાને જ થાય છે. જેને ક્રાફ્ટ તાપમાન (T_k) કહે છે અને અમુક ખાસ સાંદ્રતાથી ઊંચી સાંદ્રતાએ જૈને ક્રાંતિક મિસેલ સાંદ્રતા (CMC) કહેવામાં આવે છે.

મંદન કરતાં, આ કલિલ પરત વ્યક્તિગત આયનમાં ફેરવાય છે. પૃસક્રિય પદાર્થો જેવાં કે, સાબુ અને સાંશ્લેષિત ડિટર્જન્ટનો આ વર્ગમાં સમાવેશ થાય છે. સાબુ માટે CMC 10^-4થી 10⁻³ mol L^-1 છે. આ કલિલ બન્ને દ્વવિરાગી અને દ્રવઅનુરાગી ભાગો ધરાવે છે. મિસેલ 100 અણુ કે વધારે અણુઓ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 21.
મિસેલ રચનાની ક્રિયાવિધિ ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
આપણે સાબુના દ્વાવણનું ઉદાહરણ લઈએ. સાબુ ઉચ્ચ ફૅટી ઍસિડના સોડિયમ અથવા પોટેશિયમ ક્ષારના દ્રાવણ છે અને તેને RCOO^– Na⁺ (જેમ કે, સોડિયમ સ્ટીરેટ CH₃(CH₂)₁₆ COO^– Na⁺ દર્શાવી શકાય. જે ઘણા લાટા (bar) સાબુના સંઘટક તરીકે હોય છે).
પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે તે RCOO^– અને Na⁺ આયનોમાં વિયોક્તિ થાય છે. RCOO^– આયન બે ભાગ ધરાવે છે. લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા R (જેને અશ્રુવીય ‘પુચ્છ’ પણ કહે છે) જે જળવિરાગી (પાણી-અપાકર્ષણ) અને ધ્રુવીય સમૂહ (COO^–) (જેને ધ્રુવીય આયનીય શીર્ષ કહેવામાં આવે છે) જે જળઅનુરાગી (પાત્રી આકર્ષિત) છે.

RCOO^– આયન સપાટી પર તેમના પાણીમાં COO^– સમૂહ સાથે હાજર હોય છે અને હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા R તેનાથી દૂર રહેલ હોય છે અને સપાટી પર રહે છે. પરંતુ ક્રાંતિક મિસેલ સાંતાએ ઋગ્ણાયન દ્વાવણના જથ્થા તરફ ખેંચાયેલ રહે છે અને સમુચ્ચય થાય છે અને ધઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા સાથે ગોળાકાર આકારના બને છે, શૃંખલા ગોળાના કેન્દ્ર તરફની દિશામાં હોય છે. જ્યારે COO^– ભાગ ગોળાની બાહ્ય સપાટી પર રહેલા હોય છે. આ પ્રમાણે રચાતો સમુચ્ચય ‘આયનીય મિસેલ’ તરીકે ઓળખાય છે. આ મિસેલ આવા 100 જેટલા આયનો ધરાવે છે.


તે જ પ્રમાણે, પ્રક્ષાલકોની બાબતમાં જેમ કે, સોડિયમ લોરિલ સલ્ફેટ CH₃(CH₂)₁₁SO_4^–, Na⁺, ધ્રુવીય સમૂહ- SO_4^–, લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા સાથે હોય છે. આથી, અહીંયાં થતી મિસેલ રચના સાબુમાં થતી રચના જેવી જ હોય છે.

પ્રશ્ન 22.
સાબુની સ્વચ્છીકરણ ક્રિયા સમજાવો.
ઉત્તર:
મિસેલ જળવિરાણી હાઇડ્રોકાર્બન-કેન્દ્રિય કોર(core)ની જેમ રહેલ છે. સાબુની સ્વચ્છીકરણ ક્રિયા હકીક્તમાં એ છે કે સાબુના અણુઓ તેલના ટીપાં આસપાસ એવી મિસેલ રચના કરે છે. જેથી સ્ટીરેટ આયનનો જવિરાગી ભાગ તૈલીબિંદુમાં હોય છે અને જળઅનુરાગી ભાગ કેશની જેમ પ્રક્ષેપિત હોય છે.

ધ્રુવીય સમૂહ પાણી સાથે પારસ્પરિક ક્રિયા કરી શકે છે તેથી સ્ટીઅરેટ આયન વડે ઘેરાયેલ તેલીબિંદુ પાણીમાં ખેંચાઈ આવે છે અને ગંદી સપાટી પરથી દૂર થાય છે. આથી, સાબુ પાયસીકરણમાં અને તેલ તથા ચરબીને ધોઈ નાંખવામાં મદદ કરે છે. ગોલિકાની આજુબાજુનું ઋણભારિત ઢાંકણ (sheath) તેમને એકઠા થઈને સમુચ્ચય બનાવવામાં રોકે છે.

પ્રશ્ન 23.
કલિલની બનાવટ માટે રાસાયણિક પદ્ધતિ તથા બ્રેડિંગની ચાપ પદ્ધતિ અને પેપ્ટિકરણ પદ્ધતિ સમજાવો.
ઉત્તર:
રાસાયણિક પદ્ધતિઓ : કલિલમય દ્રાવણો રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓથી બનાવી શકાય જેથી અણુઓનું નિર્માણ દ્વિવિઘટન, ઑક્સિડેશન-રિડક્શન અથવા જળવિભાજનથી મેળવી શકાય. આ કો સમુચ્ચય પામે છે અને પરિણામે સોલનું નિર્માણ થાય છે.

વિદ્યુતીય વિઘટન અથવા બ્રેડિંગની ચાપ પદ્ધતિ : આ પદ્ધતિમાં પરિક્ષેપન અને સંધનને સમાવિષ્ટ છે. ધાતુના કલિલમય સોલ જેવા કે ગોલ્ડ, સિલ્વર, પ્લેટિનમ વગેરે આ પદ્ધતિથી બનાવી શકાય. આ પદ્ધતિમાં પરિક્ષેપન માધ્યમમાં ડૂબાડેલા ધાતુના બે વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચે વિદ્યુતીય ચાપ અથડાવવામાં આવે છે. ઉત્પન્ન થયેલી સખત ગરમી ધાતુનું બાષ્પાયન કરે છે જે પછીથી લિલ કદના ક્યોમાં સંઘનન થઈ. લિલની રચના કરે છે.

પેપ્ટીકરણ: પેપ્ટીકરણની એવી વ્યાખ્યા કરી શકાય કે અવક્ષેપને કલિલ કણોમાં રૂપાંતર કરવાની પ્રક્રમ કે જેમાં અવક્ષેપને વિદ્યુતવિભાજ્યના અલ્પપ્રમાત્રની હાજરીમાં પરિક્ષેપન માધ્યમ સાથે હલાવવામાં આવે છે. આ હેતુ માટે વપરાતા વિદ્યુત- વિભાજ્યને પેપ્ટીકરણકર્તા કહે છે.

આ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે તાજા બનાવેલા અવક્ષેપને કલિલમય સોલમાં પરિવર્તિત કરવા માટે થાય છે. પેપ્ટીકરણ દરમિયાન અવક્ષેપ વિદ્યુતવિભાજ્યના કોઈ આયનને સપાટી પર અધિશોષિત કરે છે, તેથી અવક્ષેપ પર ધન કે ઋણભાર વિકાસ પામે છે અને છેવટે તે તૂટીને કલિલના કદ જેટલા નાના કોમાં ફેરવાય છે.

પ્રશ્ન 24.
કલિલમય દ્રાવણનું શુદ્ધીકરણ સમજાવો.
ઉત્તર:
જ્યારે કલિલમય દ્રાવણ બનાવવામાં આવે છે ત્યારે સામાન્ય રીતે તે વિદ્યુતવિભાજ્યનું વધુ પ્રમાણ ધરાવે છે તથા કેટલીક દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ પણ હોય છે. કલિલમય દ્રાવણની સ્થાયિતા માટે વિદ્યુતવિભાજ્યનું અલ્પપ્રમાણ જરૂરી હોય છે, પરંતુ વધારે પ્રમાણ સ્કંદન કરે છે. આથી, એટલા માટે જરૂરી છે કે તેમની સાંદ્રતા ઘટાડીને યોગ્ય પ્રમાણમાં કરવામાં આવે.

આ પ્રક્રમ જેનાથી અશુદ્ધિઓને નિમ્નતમ જથ્થામાં ઘટાડાય છે તેને કલિલમય દ્રાવણના શુદ્ધીકરણ તરીકે ઓળખાય છે. કલિલમય દ્વાવણનું શુદ્ધીકરણ નીચેની પદ્ધતિઓથી કરી શકાય છે.
(i) પારશ્લેષણ અથવા ડાયાલીસિસ : આ પદ્ધતિમાં ઓગળેલ પદાર્થનું કલિલમય દાવજ્રમાંથી દૂર કરવા માટે યોગ્ય પડદા મારફતે પ્રસરણ કરવામાં આવે છે. કર્ણા (આયનો અથવા વધુ નાના અણુઓ) સાચા દ્રાવણમાંના આયનો, પ્રાણિજ પડદા અથવા પાર્ચર્મેન્ટ પત્ર અથવા સેલોફેન શીટ કોથળી-બ્લેડરમાંથી પસાર થાય છે પણ કલિલમય કણો પસાર થઈ શકતાં નથી.

ડાયાલીસિસ માટે આ પડદા વાપરી શકાય છે. આ હેતુ માટે વપરાયેલ સાધનને પારશ્લેષક (ડાયાલાઇઝર) કહે છે. યોગ્ય પડદાવાળી બેંગ જેમાં કલિલમય દ્રાવણ ભરીને એક પાત્રમાં લટકાવવામાં આવે છે અને તેમાંથી તાજું પાણી સતત રીતે પસાર કરવામાં આવે છે (જુઓ આકૃતિ), અણુઓ અને આયનો બહારના પાણીમાં પડદા મારફતે પ્રસરણ પામે છે અને શુદ્ધ કલિલ બૅગમાં રહી જાય છે.

(ii) વિદ્યુતીય-ડાયાલીસિસ : સામાન્ય રીતે, ડાયાલીસિસ ઘણી ધીમી પ્રક્રિયા છે. જો અશુદ્ધ કલિલમય દ્રાવણમાં માત્ર વિદ્યુતવિભાજ્યની અશુદ્ધિ હોય તો તેને વિદ્યુતીય ક્ષેત્ર લાગુ પાડી વધુ ઝડપથી શુદ્ધ કરી શકાય છે. આથી, આવી પદ્ધતિને વિદ્યુતીય-ડાયાલીસિસ નામ આપવામાં આવેલ છે.

કલિલમય દ્રાવણને યોગ્ય પડદાવાળી બેગમાં અંદર ભરવામાં આવે છે જ્યારે શુદ્ધ પાણી બારની બાજુ રાખવામાં આવે છે. વિદ્યુતધ્રુવો તે પાત્રમાં ફીટ કરેલા હોય છે, જે ઉપર આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. કલિલમય દ્રાવણમાં હાજર આયનો સ્થળાંતર પામે છે અને એકબીજાથી વિરુદ્ધ વિદ્યુતધ્રુવો તરફ ખસે છે.

(iii) અલ્ટ્રાફિક્કુંશન (સૂક્ષ્મગાળણ) : અલ્ટ્રાફિસ્ટ્રેશન એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં કલિલમય દ્રાવણના દ્રાવક અને દ્રાવ્યને અલગ કરવામાં આવે છે. આ સાધનમાં ખાસ રીતે તૈયાર કરેલા ફિલ્ટર હોય છે. જે કલિલમય દ્રાવણ સિવાય બધા જ પદાર્થો માટે પારગમ્ય હોય છે.
કલિલમય કો સામાન્ય ફિલ્ટર પેપરમાંથી પસાર થઈ જાય કારણ કે તેના છિદ્રો ઘણા મોટા હોય છે. ફિલ્ટર પેપરમાંના છિદ્રો કોલોડિયન દ્રાવણમાં સંસંચિત કરી છિદ્રો નાના બનાવી શકાય છે જેથી કલિલમય દ્રાવણના કર્યો પસાર થતાં નથી. સામાન્ય કોલોડિયન 1% નાઇટ્રોસેલ્યુલોઝનું આલ્કોહોલ અને ઇઘરના મિશ્રણમાં દ્રાવણ છે. અલ્ટ્રાફિલ્ટર પેપર કોલોડિયન દ્રાવણમાં ડૂબાડી રાખી ફૉલ્ડિહાઇડથી સખત બનાવી અને છેવટે સૂકવીને બનાવી શકાય.

આમ, અલ્ટ્રાફિલ્ટર પેપરનો ઉપયોગ કરીને કલિલમય કોને અન્ય પદાર્થોથી અલગ કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાફિસ્ટ્રેશન ધીમો પ્રક્રમ છે. પ્રક્રમને ઝડપી બનાવવા માટે ચૂસન્ન (સક્શન), અથવા દબાણ લાગુ પાડવામાં આવે છે. કલિલમય કણો અલ્ટ્રાફિલ્ટર પેપર પર રહી જાય છે અને તેમને તાજા પરિક્ષેપન માધ્યમ(દ્વાવક) સાથે ઘુમાવવામાં આવે છે જેથી શુદ્ધ કલિલમય દ્રાવા મળે.

પ્રશ્ન 25.
કલિલમય દ્રાવણના સંખ્યાત્મક ગુણધર્મો તથા રંગ વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
સંખ્યાત્મક ગુણધર્મો : કલિલમય કશો ખૂબ મોટા સમુચ્ચય હોવાથી લિલમય દ્રાવણમાંના કણોની સંખ્યા સાચા દ્રાવણની સરખામણીએ ઘણા ઓછા હોય છે. આથી, તેના સંખ્યાત્મક ગુણધર્મો (અભિસરણ દબાણ, બાષ્પદબાણમાં ઘટાડો, ઠારબિંદુમાં અવનયન અને ઉક્લનબિંદુમાં ઉન્નયન) સમાન સાંદ્રતા ધરાવતા સાચા દ્વાવણ દ્વારા દર્શાવાતા આ જ ગુન્નોના મૂલ્યો પ્રમાણમાં ઓછી માત્રામાં હોય છે.

પ્રશ્ન 26.
ટિંડોલ અસર સમજાવો.
ઉત્તર:
જો સમાંગ દ્રાવણને અંધારામાં મૂકી પ્રકાશની દિશામાં અવલોકન કરવામાં આવે તો તે સ્વચ્છ દેખાય છે અને જો તેને પ્રકાશના પુંજની દિશાના કાટખૂણેથી અવલોકન કરવામાં આવે તો તે સંપૂર્ણપણે કાળી દેખાય છે.

કલિલ દ્રાવણનું આ જ રીતે અવલોકન કરવામાં આવે, તો પ્રેષિત પ્રકાશ વડે પસાર થતા કિરણના કાટખૂણે જોતાં લગભગ સ્વચ્છ અથવા પારભાસક જણાય છે, પરંતુ તે મંદથી તીવ્ર દુગ્ધિલ દેખાય છે એટલે કે પુંજનો માર્ગ વાદળી પ્રકાશથી પ્રદીપ્ત થાય છે. આ અસર સૌપ્રથમ ફેરાર્ડ અને ત્યારબાદ ટિંડોલ વડે વિગતવાર અભ્યાસ કરવામાં આવેલ છે અને તેને ટિંડોલ અસર નામ આપવામાં આવ્યું. પ્રકાશના તે તેજસ્વી શંકુને ટિંડોલ શંકુ (જુઓ આકૃતિ) કહે છે.

ટિંડોલ અસરનું કારણ એ હકીકતને લીધે છે કે કલિલમય કો પ્રકાશનું અવકાશમાં બધી જ દિશામાં પ્રકીર્ણન કરે છે. આ પ્રકીર્ણન કલિલમય પરિક્ષેપનમાં પુંજના માર્ગને પ્રદીપ્ત કરે છે. ટિંડોલ અસરનું અવલોકન સિનેમા હૉલમાં ચલચિત્રના પ્રક્ષેપણ દરમિયાન ત્યાં હાજર ધૂળ તથા ધુમાડાને લીધે પ્રકીર્ણન પામે છે. ટિંડોલ અસર જ્યારે નીચેની બે માત્ર શરતો સંતોષાય છે ત્યારે જ અવલોકિત થાય છે.
(i) ઉપયોગમાં લેવાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ કરતાં પરિક્ષેપિત કણોના વ્યાસ વધુ નાના ન હોવા જોઈએ.
(ii) પરિક્ષેપિત કલાના અને પરિક્ષેપન માધ્યમના વક્રીભવન ઘાતાંક મોટી માત્રામાં અલગ પડતા હોવા જોઈએ.

ટિંડોલ અસરનો ઉપયોગ કલિમય અને સાચા દ્રાવણ વચ્ચે વિભેદન કરવા માટે થાય છે. ઝિગમોન્ટીએ 1903માં ટિંડોલ અસરનો ઉપયોગ એક સાધન જૈને અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ કહે છે તેની રચના માટે કરેલો, પ્રકાશનું તીવ્ર પુંજ કાચના પાત્રમાં લીધેલ કલિલમય દ્રાવણ પર ફોકસ કર્યું. ત્યારબાદ પ્રકાશના ફોક્સનું પુંજના માર્ગથી કાટખૂણે સૂક્ષ્મદર્શકયંત્ર વડે અવલોકન કરવામાં આવ્યું. વ્યક્તિગત કલિમય ક્સ કાળી ભૂમિ પર તેજસ્વી તારા જેવા દેખાયા. અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ ખરેખર કલિલમય કણોને દૃશ્યમાન કરતા નથી. પરંતુ તેમના વડે પ્રકીર્ણન થયેલ પ્રકાશનું અવલોકન કરીએ છીએ. આમ, અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ કલિલમય કોના માપ (કદ) અને આકાર વિશે કોઈ માહિતી પૂરી પાડતું નથી.

રંગ : કલિલમય દ્રાવણનો રંગ પરિક્ષેપિત ોથી પ્રકીર્ણન પામેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઈ વળી કોના માપ (કદ) અને સ્વભાવ (પ્રકૃતિ) પર આધાર રાખે છે.

કલિમય. કર્ણાના રંગ વળી અવલોકનકાર કઈ રીતે પ્રકાશ મેળવે છે તેના પ્રમાણે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે દૂધ અને પાણીનું મિશ્રણ પરાવર્તિત પ્રકાશ દ્વારા વાદળી દેખાય છે અને પ્રેષિત પ્રકાશથી જોતાં લાલ રંગનું દેખાય છે.
ઝીબ્રા ગોલ્ડ સોલની રંગ લાલ હોય છે, જેમ કોનું માપ (કદ) વધે છે તેમ તે જાંબલી પછી વાદળી અને છેવટે સોનેરી દેખાય છે.

પ્રશ્ન 27.
બ્રાઉનિયન ગતિ વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
જ્યારે કલિલમય દ્રાવણને શક્તિશાળી અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપ વડે જોવામાં આવે છે ત્યારે કલિલમય કો દશ્યમાન ક્ષેત્રના સમગ્ર ક્ષેત્રમાં વાંકી-ચૂંકી (zig-zag) ગતિની અવસ્થામાં હોવાનું દેખાય છે. આ ગતિ સૌપ્રથમ બ્રિટિશ વનસ્પતિશાસ્ત્રી રોબર્ટ બ્રાઉન વર્ડ અવલોકિત કરવામાં આવેલી અને તેથી બ્રાઉનિયન ગતિ તરીકે ઓળખાય છે (જુઓ આકૃતિ).

આ ગતિ કલિલના સ્વભાવથી સ્વતંત્ર છે પરંતુ ણના માપ (કદ) અને દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા પર આધાર રાખે છે. માપ (કદ) જેટલું વધારે નાનું અને સ્નિગ્ધતા જેટલી વધારે ઓછી તેટલી વધારે ઝડપી ગતિ.
બ્રાઉનિયન ગતિની સમજણનું કારણ એમ છે કે પરિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ વડે કો પરનો અસંતુલિત બોમ્બમારો, બ્રાઉનિયન ગતિને વિલોડન (stirring) અસર હોય છે જે કણોને ઠરવા દેતી નથી અને સોલની સ્થાયિતા માટે જવાબદાર છે.

પ્રશ્ન 28.
કલિલમય કણોના વીજભાર વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
કલિલમય કો હંમેશાં વીજભાર ધરાવે છે. આપેલ કલિલમય દ્વાવણમાં બધા જ કણો પર એકસરખો વીજભાર હોય છે અને તે ધન અથવા ઋણ હોઈ શકે છે. કેટલાક અસામાન્ય સૌલ તેમના કોં પરના વીજભાર સાથે નીચે દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

કલિલકો પર સમાન અને સરખા વીજભારની હાજરી કલિલમય દ્રાવણની સ્થાયિતા માટે મોટેભાગે જવાબદાર હોય છે. કારણ કે વીજભારિત કર્યો જે સમાન ભારવાળા હોય તો તેમની વચ્ચેના અપાકર્ષણીય બળો જ્યારે તેઓ એકબીજાની નજીક આવે છે. ત્યારે સંમિલિત (coalescing) અથવા સમુયિત થતાં રોકે છે.
સોલ ણો પરનો વીજભાર એક અથવા વધુ કારણોને લીધે હોય છે. જેમ કે ધાતુઓના વિદ્યુતીય વિસર્જન દરમિયાન સોલ કણો વડે ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રહણ (capture) દ્રાવણમાંથી આયનોનું પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ અને વિદ્યુતીય દ્વિસ્તરના સૂત્રણ છે. સોલ કણો પર ઉદ્ભવતો વીજભાર આયનોના પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ દ્વારા નીચે મુજબ વર્ણવી શકાય છે.

સોલના ધનમય અથવા ઋણમય આયનો વડે પસંદગીકાર અધિશોષણને કારણે ધનભાર અથવા ઋણભાર પ્રાપ્ત કરે છે. જો બે કે વધારે આયનો પરિક્ષેપન માધ્યમમાં ાજર હોય તો કલિલમય કણોના સમાન આયનોનું પસંદગીયુક્ત અધિશોષણ સામાન્ય રીતે થાય છે અને નીચેના ઉદાહરણો લઈને સમજાવી શકાય.
(a) જ્યારે સિલ્વર નાઇટ્રેટનું અતિમંદ દ્રાવણ પોટેશિયમ આયોડાઇડના અતિમંદ દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે, અવક્ષેપિત સિલ્વર આયોડાઇડ પરિક્ષેપન માધ્યમમાંથી આયોડાઇડ આયનનું અધિશોષણ કરે છે અને ઋણભારિત કલિલમય દ્રાવણ પરિણમે છે. જ્યારે KIના દ્રાવણને AgNO₃ ના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે ધનભારિત સોલ પરિણમે છે કારણ કે પરિક્ષેપન માધ્યમમાંથી Ag⁺ આયનનું અધિશોષણ થાય છે.

(b) જો FeCl₃ ને વધુ પ્રમાણમાં ગરમ પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે તો જળયુક્ત ફેરિક ઑક્સાઇડનો ધનભારિત સોલ મળે છે. જે Fe⁺³ આયનના અધિશોષણને કારણે હોય છે. જો ફેરિક ક્લોરાઇડ NaOHમાં ઉમેરવામાં આવે તો ઋણભારિત સોલ મળે છે, જે OH^– આયનના અધિશોષણને કારણે હોય છે.

ઉપર દર્શાવ્યા પ્રમાણે કલિલમય કર્ણની સપાટી પર ધન અથવા ઋણભાર પસંદગીયુક્ત અધિશોષણને કારણે મળે છે. આ સ્તર માધ્યમમાંથી વિરોધી આયનોને આકર્ષે છે અને બીજું સ્તર રચે છે જે નીચે દર્શાવેલ છે, AgII K*

કલિલમય કોની આસપાસ આ બંને એકબીજાથી વિરોધી સ્તરોના સંયોગીકરણને મહોલ્ટ્ઝ વિદ્યુતીય ખ્રિસ્તર કહેવાય છે. આધુનિક ખ્યાલો પ્રમાણે આયનોનું પ્રથમ સ્તર સખત રીતે ધારણ કરાયેલ છે અને તેને સ્થિર (fixed) સ્તર કહે છે. જ્યારે બીજું સ્તર છે તે ગતિશીલ (mobile) હોય છે જેને પ્રસરણ (diffusion) સ્તર કહે છે. આકૃતિ દ્વિસ્તરરચના દર્શાવે છે.

ભારનું અલગીકરણ પોટેન્શિયલની બેઠક (રચના) (seat) છે, તેથી દ્વિસ્તરના સ્થિર અને પ્રસરિત સ્તરો પરના વિરુદ્ધ વીજભારને લીધે આ સ્તરો પર પોર્ટેન્શિયલમાં તફાવત પરિણમે છે. જે કેપેસિટરમાં ઉદ્ભવતા પોટેન્શિયલ તફાવતની જેમ જ છે.

સ્થિર સ્તર અને વિરુદ્ધ વીજભારના પ્રસરિત સ્તર વચ્ચેના પોટેન્શિયલ તફાવતને વીજગતિક પોટેન્શિયલ અથવા ઝીટા (zeta) પોટેન્શિયલ કહેવામાં આવે છે. જો અદ્વાવ્ય પદાર્થો (અવક્ષેપ)ના બે કો પાસે વિસ્તાર ન હોય તો તે પૂરતા નજીક આવે છે અને વાન ડર વાસ આકર્ષણ બળો તેમને ખેંચી જકડી રાખે છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જયારે બ્રો પાસે ટ્વિસ્તર હોય તો એકંદર અસર હેઠળ કો એક્બીજાને અપાકર્ષિત કરી વધારે અંતરથી જુદા પાડે છે. આ અપાકર્ષણ તેમના નજીક આવવાના અભિગમને રોકે છે. તેઓ પરિક્ષેપિત રહે છે અને કલિલ સ્થાયી બને છે.

સોલમાં વધુ વિદ્યુતવિભાજય ઉમેરતાં પ્રસરિત વિસ્તરને રોકે છે અને ઝીય પોટેન્શિયલ ઘડે છે. તે કર્યો. વચ્ચેના સ્થિર વિદ્યુતીય અપાકર્ષણને વધુ પ્રમાણમાં ઘટાડે છે અને કલિલ અવક્ષેપિત થાય છે. આ કારણે કલિલ વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો પ્રત્યે વિશિષ્ટ રીતે સંવેદનશીલતા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 29.
વિદ્યુતકણ સંચલન (ઇલેક્ટ્રૉફોરેસિસ) સમજાવો.
ઉત્તર:
કલિલમય કો પર ભારનું અસ્તિત્વ વિદ્યુતકન્ન સંચલન પ્રયોગથી સાબિત કરી શકાય છે. કલિલમય દ્રાવણમાં ડૂબાડેલા બે પ્લેટિનમ ધ્રુવો વચ્ચે વિદ્યુત પોટેન્શિયલ પ્રયુક્ત કરવામાં આવે છે. ત્યારે કલિલમય કણો એક અથવા બીજા ધ્રુવ તરફ ખસે છે. પ્રયુક્ત વિદ્યુત પોર્ટેન્શિયલ હેઠળ કલિલમય કોના હેરફેરને વિદ્યુતકણ સંચલન કહે છે. ધનભારયુક્ત કણ કૅથોડ તરફ જ્યારે ઋણભારયુક્ત ક્લે ઍનોડ તરફ ખસે છે. આને નીચેની પ્રાયોગિક ગોઠવણીને આધારે નિર્દેશિત કરી શકાય (જુઓ આકૃતિ).

વિદ્યુત સંચલન એટલે કે કોની હેરફેરને કેટલીક યોગ્ય રીતથી રોકવામાં આવે છે ત્યારે, એવું અવલોકન કરવામાં આવે છે કે પરિક્ષેપન માધ્યમ વિદ્યુતીય ક્ષેત્રમાં ખસવાનું શરૂ કરે છે. આ પરિઘટનાને વિદ્યુતપરાસરણ વિદ્યુત અભિસરણ) કહેવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 30.
સ્કંદન (અવક્ષેપન) વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
જળવિરાગી સૌલની સ્થાયિતા કલિલ ણો પરના વીજભારની હાજરીને કારણે હોય છે. જો કોઈ કારણસર વીજભાર દૂર કરવામાં આવે તો કણો એકબીજાની નજીક આવશે અને સમુચ્ચય રચશે (અથવા સ્કંદન પામશે) અને ગુરુત્વબળ હેઠળ તે નીચે બેસી જશે. કલિલમય કોનું બેસી જવાની (ઠરી જવાની) પ્રક્રિયા સોલનું સ્કંદન અથવા અવક્ષેપન કહેવાય છે.

જળવિરાગી સોલનું સ્પંદન નીચેની રીતે કરી શકાય છે :
(i) વિદ્યુતઋણ સંચલન વર્ડ : લિલમય કણ વિરુદ્ધ વીજભારવાળા વિદ્યુતપ્રુવ તરફ ખસે છે અને વિભારિત થાય છે અને અવક્ષેપન પામે છે.
(ii) બે વિરુદ્ધ વીજભારવાળા સોલને મિશ્ર કરતાં : જ્યારે બે વિરુદ્ધ વીજભારવાળા સોલને લગભગ સરખા પ્રમાણમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમના વીજભારનું તટસ્થીકરણ થાય છે અને અંશતઃ અથવા સંપૂર્ણપણે અવક્ષેપન પામે છે. જળયુક્ત ફેરિક ઑક્સાઇડ સોલ (ધનભારિત સોલ) અને આર્મેનિયસ સલ્ફાઇડ (ઋણભારિત સોલ)ને મિશ્ર કરતાં તેમને અવક્ષેપ સ્વરૂપમાં લાવે છે. આ પ્રકારના સ્પંદનને પારસ્પરિક (mutual) સ્પંદન કહે છે.
(iii) ઊકાળતાં : જ્યારે સોલને ઉકાળવામાં આવે છે ત્યારે અધિશોષિત સ્તર ખલેલ પામે છે જેને કારણે પરિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ સાથે અથડામણ વધી જાય છે. આ કણો પરનો વીજભાર ઘટાડે છે અને છેવટે અવક્ષેપન તરફ દોરાય છે.
(iv) દીર્ઘસ્થાયી (persistent) પારશ્લેષણ : લાંબા સમય સુધીનું ડાયાલીસિસ કરવાથી હાજર વિદ્યુતવિભાજ્યની અલ્પ માત્રા લગભગ દૂર થાય છે અને કલિલ અસ્થાયી બને છે અને છેવટે સ્કંદન પામે છે.
(v) વિદ્યુતવિભાજ્યના ઉમેરણથી : જ્યારે વિદ્યુતવિભાજ્યનું વધુ પ્રમાણ ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે કલિલમય કણો અવક્ષેપન પામે છે. આનું કારણ એ છે કે કલિલ તેના પોતાનામાં હાજર રહેલા વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા કો સાથે પારસ્પરિક ક્રિયા કરે છે અને પરિણામે વીજભારનું તટસ્થીકરણ થાય છે જે તેમના સ્કંદન તરફ દોરી જાય છે.

જે આયન કો પરના વીજભારને તટસ્થ કરવા માટે જવાબદાર છે તેને સ્કંદનકર્તા આયન કહે છે. બ્રાયન ધનવીજભાર ધરાવતા સોલનું અવક્ષેપન કરે છે તેમજ ધનાયન ઋણવીજભાર ધરાવતા સોલનું અવક્ષેપન કરે છે. સામાન્ય રીતે એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે ઉમેરેલા ઉસ્તૃતકર્તા આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે (ઊંચી) તેટલી વધારે અવક્ષેપન કરવાની શક્તિ (power). આને હાર્ડી-શુલ્ક નિયમ કહે છે.

ઋણભારિત સોલના સ્પંદનમાં ઉધૃતકર્તાની શક્તિનો ક્રમ Al³⁺ > Ba²⁺ > Na⁺ એ જ પ્રમાણે ધનભારિત સોલના સ્કંદનમાં ઉર્તીતકર્તાની શક્તિનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
[Fe(CN)₆]⁻⁴ > PO₄^-3 > SO_4^-2 > Cl^–
બે ક્લાકમાં સૌલના અવક્ષેપન માટે જરૂરી વિદ્યુતવિભાજયની મિલિમોલ પ્રતિલિટર એકમમાં નિમ્ન સાંતાને સ્કંદન મૂલ્ય કહે છે. જેટલા ઓછા જથ્થાની જરૂર પડે તેટલી વધારે આયનની સ્કંદનશક્તિ.

પ્રશ્ન 31.
વઅનુરાગી સોલનું સ્પંદન તથા કલિલનું સંરક્ષણ સમજાવો.
ઉત્તર:
દ્રવઅનુરાગી સોલનું સ્પંદન : દ્રવઅનુરાગી સોલની સ્થાયિતા માટે બે પરિબળો જવાબદાર છે. આ પરિબળો છે. કલિલનો વીજભાર અને દ્રાવક યોજન (solvation). જ્યારે આ બન્ને પરિબળો દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે દ્રવઅનુરાગી સૌલનું અવક્ષેપન થઈ શકે છે (આને)
(i) વિદ્યુતવિભાજય ઉમેરીને અને
(ii) યોગ્ય દ્રાવક ઉમેરીને કરી શકાય છે.

જ્યારે આલ્કોહૉલ કે એસિટોન જેવા દ્વાવક જળઅનુરાગી સોલમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ત્યારે પરિક્ષેપિત કલાનું નિર્જળીકરણ થાય છે. આ પરિસ્થિતિમાં વિદ્યુતવિભાજ્યનું થોડુંક પ્રમાણ સ્કંદન લાવી શકે છે.
કલિલનું સંરક્ષણ : દ્રવઅનુરાગી સોલ દ્રવિવરાગી સોલ કરતાં વધારે સ્થાયી છે. આ હકીકતનું કારણ એ છે કે દ્રવઅનુરાગી કલિલ વિપુલ પ્રમાણમાં જળયોજિત હોય છે એટલે કે કલિલમય કણો જે પ્રવાહીમાં તેઓ પરિક્ષેપિત થયેલા હોય છે તે પ્રવાહીના ઢાંક્વથી ઢંકાયેલા (covered) હોય છે.

દ્વવિવરાગી કોની અનુરાગી કલિલને દ્વવિરાગી કલિલના સંરક્ષજ્ઞનો વિશિષ્ટ ગુણધર્મ હોય છે. જ્યારે દ્રવઅનુરાગી સોલને વિરાગી સોલમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે દ્રવઅનુરાગી કો ચોપાસ એક સ્તરની રચના કરે છે અને સોલનું વિદ્યુતવિભાજયથી સંરક્ષા કરે છે. હેતુ માટેના ઉપયોગને સંરક્ષક કલિલ કહે છે.

પ્રશ્ન 32.
પાયસ (મશન) વિશે માહિતી આપો. [માર્ચ-2020]
ઉત્તર:
આ પ્રવાહી-પ્રવાહી કલિલમય પ્રણાલી છે એટલે કે ઝીણા ભૂકા જેવા સૂક્ષ્મબિંદુનું બીજા પ્રવાહીમાં પરિક્ષેપન. બે અદ્રાવ્ય અથવા અંશતઃ દ્વાવ્ય પ્રવાહી લેવામાં આવે, તો એક પ્રવાહીનું બરછટ પરિક્ષેપન મળે છે તેને પાયસ (ઇમક્શન) કહે છે.
સામાન્ય રીતે, બેમાંથી એક પ્રવાહી પાણી હોય છે.

પાયસના બે પ્રકાર છે.
(i) પાણીમાં પરિક્ષેપિત તેલ (OW પ્રકાર) અને
(ii) તેલમાં પરિક્ષેપિત પાન્ની (W/O પ્રકાર).

પ્રથમ પ્રણાલીમાં પાણી પરિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે વર્તે છે. આ પ્રકારનો પાયસના ઉદાહરણોમાં દૂધ અને લોપી (વેનિશિંગ) ક્રીમ છે. દૂધમાં પ્રવાહી ચરબી પાણીમાં પરિપિત હોય છે, બીજી પ્રણાલીમાં, તૈલ પરિક્ષેપન માધ્યમ તરીકે વર્તે છે. આ પ્રકારમાં સામાન્ય ઉદાહરણોમાં માખણ અને ક્રીમ છે.

પાણીમાં તેલનું પાયસ અસ્થાયી હોય છે અને કેટલીક વખત મૂકી રાખવાથી બે સસ્તરમાં અલગ પડી જાય છે. પાયસના સ્થાયીકરણ માટે ત્રીજો ઘટક જેને પાયસીકારક કહેવામાં આવે છે તે સામાન્ય રીતે ઉમેરવામાં આવે છે.
પાયસીકારક નિર્લેખિત કી અને માધ્યમ વચ્ચે અંતરાપૃષ્ઠીય ફિલ્મ રચે છે. O/W પાયસ માટે મુખ્ય પાયસીકારક પ્રોટીન, ગુંદર, કુદરતી અને કૃત્રિમ સાબુ વગેરે છે. જ્યારે W/O પાયસ માટે ચરબીયુક્ત ઍસિડના ધાત્વીયસાર, લાંબી શૃંખલાવાળા આલ્કોહોલ, દીપકાજલ (lampblack) વગેરે છે.
પાયસને પરિક્ષેપન માધ્યમના કોઈ પણ જથ્થાથી મંદ કરી શકાય છે. બીજી બાજુ પરિક્ષેપિત પ્રવાહી જ્યારે મિશ્ર કરવામાં આવે છે ત્યારે તે અલગ સ્તર રચે છે. પાયસમાંના સૂક્ષ્મબિંદુ ઘણીવાર ઋણભારિત હોય છે અને તેમને વિદ્યુતવિભાજ્ય વધુ અવક્ષેપિત કરી શકાય છે. તેઓ બ્રાઉનિયન ગતિ અને ટિંડોલ અસર પણ દર્શાવે છે, પાયસીકરણને તેના ઘટક પ્રવાહીમાં ગરમ કરીને, ઠંડું પાડીને અથવા સેન્ટિફ્યુઝ વગેરે કરીને તોડી શકાય છે.

પ્રશ્ન 33.
કલિનના ઉદાહરણો જણાવો.
ઉત્તર:
લિલના ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :
(i) આકાશનો વાદળી રંગ : પાણી સાથેના મૂળના રજકણો જે હવામાં નિલંબિત થયેલા હોય છે તે વાદળી પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરે છે જે આપણી આંખોએ પહોંચે છે અને આકાશ આપણને વાદળી દેખાય છે.
(ii) ગાઢ ધુમ્મસ (fog), ધુમ્મસ (mist) અને વરસાદ : જયારે પૂળના રજકો ધરાવતી હવાનો વિશાળ જથ્થો તેના ઝાકળબિંદુથી નીચે ઠંડી પાડવામાં આવે છે ત્યારે હવામાંનો ભેજ આ કોની સપાટી પર સંઘનન પામે છે અને ઝીણા સૂક્ષ્મબિંદુ રચે છે જે હવામાં નિલંબિત થયેલા પાણીના સૂક્ષ્મબિંદુઓ હોય છે.

ઉપરના વાતાવરણમાંના સંધનનને કારણે પાણીના કલિસમય સૂર્યમબિંદુઓ કદમાં જ્યાં સુધી વરસાદના સ્વરૂપમાં નીચે ન આવે ત્યાં સુધી મોટાને મોટાં થતા જાય છે. ઘણીવાર બે વિરોધી વીજભારવાળા વાદળ મળે છે ત્યારે વરસાદ વરસે છે. એરોપ્લેન દ્વારા વાદળ પરના વીજભારની વિરુદ્ધ વીજભારવાળા સોલને અથવા વીજભારિત હૈતી છાંટવાથી કૃત્રિમ વરસાદ વરસાવવાનું શક્ય બને છે.

(iii) ખાદ્ય પદાર્થો : દૂધ, માખણ, હલવો, આઇસક્રીમ, ફળોના રસ વગેરે બધા જ એક અથવા બીજા સ્વરૂપમાં કલિલ છે.

(iv) લોહી : લોહી આલ્યુમિનોઇડ પદાર્થનું કલિલમય દ્રાવણ છે. ફટકડી અને ફેરિક ક્લોરાઇડનો લોહીના સ્રાવને રોકવાની ક્રિયા લોહીના સ્કંદનને કારણે છે જેથી લોહીનો ગઠ્ઠો રચાય છે અને તે લોહીને વધુ વહેતું રોકે છે.

(v) જમીન ફળદ્રુપ જમીન સ્વભાવે કલિલમય હોય છે. જેમાં મૂવેરક (humus) સંરક્ષક કલિલ તરીકે વર્તે છે. કલિમય સ્વભાવના કારણે, જમીન ભેજ અને પોષક તત્ત્વોનું અધિશોષણ કરે છે.

(vi) મુખત્રિકોણની રચના : નદીનું પાણી માટીનું કલિલમય દ્રાવણ છે, દરિયાનું પાણી સંખ્યાબંધ વિદ્યુતવિભાજ્ય ધરાવે છે, જ્યારે નદીનું પાણી દરિયાના પાણીને મળે છે ત્યારે, દરિયાના પાણીમાં રહેલા વિદ્યુતવિભાજયો માટીના કલિલમય દ્રાવણનું સ્પંદન કરે છે જેના પરિણામે તે મુખત્રિકોણ (delta) સ્વરૂપે જમા થાય છે.

પ્રશ્ન 34.
કલિલના અનુપ્રયોગો વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:
કલિલોનો વિશાળ ઉપયોગ ઉદ્યોગોમાં થાય છે. નીચેના કેટલાંક ઉદાહરણો છે.
(i) ધુમાડાનું વિદ્યુતીય અવક્ષેપન : ધુમાડો હવામાં કાર્બન, આર્સેનિક સંયોજનો, ધૂળ વગે૨ે ધરાવતું કલિલમય દ્રાવણ છે. ધુમાડો ચીમનીમાંથી બહાર આવે તે પહેલાં તેને એક ચેમ્બર જેમાં ધુમાડા વર્લ્ડ વહન કરતાં વીજભારની વિરુદ્ધ ભાર ધરાવતી પ્લેટો હોય છે. કો જ્યારે આ પ્લેટોના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેમનો વીજભાર ગુમાવે છે અને અવક્ષેપિત થાય છે. આમ કણો ચેમ્બરના તળિયા પર ઠરી જાય છે. આ અવક્ષેપકને કોટેલ અવક્ષેપક કહે છે.

(ii) પીવાના પાણીનું શુદ્ધીકરણ ઃ કુદરતી સ્રોતમાંથી મેળવવામાં આવતું પાણી ઘણી વાર નિલંબિત અશુદ્ધિઓ ધરાવતું હોય છે. આવા પાન્નીમાં ફટકડી ઉમેરવામાં આવે છે જે નિલંબિત અશુદ્ધિઓને અવક્ષેપિત કરે છે અને પાણીને પીવાલાયક બનાવે છે.
(iii) ઔષધિઓ : મોટાભાગની ઔષધિઓ સ્વભાવે કલિલમય હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આર્ગોરોલ જે સિલ્વર સોલ છે. તેનો ઉપયોગ આંખના મલમ (લોશન)માં થાય છે. કલિમય ઍન્ટિમની કાલાઝારની સારવારમાં વપરાય છે. કલિલમય ગોલ્ડ અંતઃસ્નાયુવી ઈંજેક્શનમાં વપરાય છે. મિલ્ક ઑફ મેગ્નેશિયમ જે પાયસ છે. તે હોજરીની ગરબડ માટે વપરાય છે.
કલિલમય ઔષધિઓ વધુ અસરકારક હોય છે કારણ કે તેમને
વિશાળ સપાટીક્ષેત્ર હોય છે અને તેથી તેઓ સહેલાઈથી પરિપાચન પામે છે.

(iv) ચર્મશોધન : પ્રાણીઓનાં ચર્મ સ્વભાવે કલિલમય છે. જયારે ચર્મ, જેમાં ધનભારિત કલિલમય ક્યો હોય છે તેને ટેનિનમાં ડૂબાડવામાં આવે છે. ત્યારે પારસ્પરિક સ્પંદન થાય છે અને પરિણામે ચામડું કઠણ બને છે. આ પ્રક્રમને ચર્મશોધન કહે છે. ટેનિનના બદલે ક્રોમિયમ ક્ષાર પણ વપરાય છે.

(v) સાબુ અને પ્રક્ષાલકોની સ્વચ્છીકરણ પ્રક્રિયા : જવાબ માટે જુઓ વિભાગ-Aનો પ્રશ્ન નં. -22,
(vi) ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ અને ફિલ્મ : ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ અથવા ફિલ્મો ગ્લાસ પ્લેટ પર અથવા સેલ્યુલોઇડ (સેલ્યુલોઝ યુક્ત) પ્લેટ પર જીલેટીનમાં પ્રકાશ સંવેદનશીલ સિલ્વર બ્રોમાઇડના પાયસનું આવરણ તૈયાર કરેલું હોય છે.
(vii)રબર ઉદ્યોગ : ક્ષીર (Latex) રબર કોનું કલિલમય દ્રાવણ છે જે ઋણભારિત હોય છે. રબરને શીરના સ્પંદનથી મેળવવામાં આવે છે.
(viii) ઔદ્યોગિક નીપજો : રંગ, શાહી, સાંશ્લેષિત પ્લાસ્ટિક, રબર, ગ્રેફાઇટ ઊંજા, સિમેન્ટ વગેરે કલિલમય દ્રાવણ છે.

પ્રશ્ન 35.
પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની પાસ્પકિ પ્રક્રિયાના સ્વભાવ પર આધારિત કલિલનું વર્ગીકરણ ઉદાહરણ સહિત સમજાવો. [ઑગસ્ટ-2020]
ઉત્તર:

કલિલનું વર્ગીકરણ નીચેનાં અભિલક્ષણોના આધારે કરવામાં આવે છે :

• પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થા
• પરિક્ષેપિત ક્લા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની પારસ્પરિક ક્રિયાના સ્વભાવ પર
• પરિક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર.

પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમની ભૌતિક અવસ્થા પર આધારિત વર્ગીકરણ પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ ઘન, પ્રવાહી વાયુ છે તેના આધારે આઠ પ્રકારની કલિલ પ્રણાલી શક્ય છે. એક વાયુ બીજા વાયુ સાથે ભળે ત્યારે સમાંગ મિશ્રણ બનાવે છે અને તેથી તે કલિલયમ પ્રણાલી નથી. જુદા જુદા લિલો અને તેમના વિશિષ્ટ નામ સાથેની યાદી નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલી છે.

ક્રમ પરિક્ષેપિત કલા પરિક્ષેપન માધ્યમ

ઘણી જાણીતી વ્યાપારિક પેદાશો અને કુદરતી વસ્તુઓ કલિલ છે. ઉદાહરણ તરીકે કશા (whipped) ક્રીમ ફીણ છે જે પ્રવાહીમાં પરિક્ષેપિત વાયુ છે.

અગ્નિશામક ફીન્ન એરોપ્લેનના ઉતરાણ વખતના આપત્તિકાળ સમયે વપરાય છે તે પણ કલિલમય પ્રણાલી છે. મોટાભાગના જૈવીય વ જલીય સોલ છે. કોઈ વિશિષ્ટ કોષમાં પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ કલિલમય કદના ક્યો છે જે આયન અને નાના અશ્રુઓના જલીય દ્રાવણમાં પરિક્ષેપિત હોય છે.
કોષ્ટકમાં આપેલ કલિલના જુદા જુદા પ્રકારમાંથી વધુ જાણીતા સોલ (પ્રવાહીમાં થન), જેલ (ધનમાં પ્રવાહી) અને પાયસ (ઇમલ્ડ્રન) (પ્રવાહીમાં પ્રવાહી) છે.
પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચેની પારસ્પરિક પ્રક્રિયાના સ્વભાવ પર આધારિત વર્ગીકરણ : પરિક્ષેપિત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ વચ્ચે પારસ્પરિક ક્રિયાના સ્વભાવ પર આધારિત કલિલમય સોલ બે વિભાગમાં વિભાજિત કરેલા છે જે દ્રવઅનુરાગી (દ્વાવક આકર્ષિત) અને દ્વવિરાગી (દ્વાવક અપાકર્ષિત) જે પાછી પરિક્ષેપન માધ્યમ હોય તો વપરાતા પર્યાયો જળઅનુરાગી અને જવિરાગી છે.

પેટાપ્રશ્ન : દ્રવઅનુરાગી અને વિરાગી કલિલ વિશે માહિતી આપો.
(i) વઅનુરાગી કલિલ : દ્રવઅનુરાગી શબ્દનો અર્થ થાય છે કે પ્રવાહી-ચાહક કલિલમય સોલ જે ગુંદર, જીલેટિન, સ્ટાર્ચ, રબર વગેરે જેવા પદાર્થોને યોગ્ય પ્રવાહી (પરિક્ષેપન માધ્યમ)માં મિશ્ર કરતાં ખૂબ જ સહેલાઈથી મળતા સોલને અનુરાગી સૌલ કહે છે. આ સૌલની અગત્યની લાક્ષણિક્તા એ છે કે જો પરિક્ષેપન માધ્યમને પરિક્ષેપિત ક્લામાંથી અલગ કરવામાં આવે, ત્યારે સોલ પરિક્ષેપન માધ્યમ સાથે ફરીવાર મિશ્ર કરીને પુનઃરચિત કરી શકાય છે. આથી જ આ સૌલને પરિવર્તનીય સોલ કહેવામાં આવે છે. વળી, આ સોલ ઘણા જ સ્થાયી હોય છે અને સહેલાઈથી સ્કંદન પામતા નથી.

(ii) દ્વવવિરાગી કલિલ : દ્વવિરાગી શબ્દનો અર્થ થાય છે પ્રવાહી- વિરાગી ધાતુઓ તેના સલ્ફાઇડ વગેરે જેવા પદાર્થો જ્યારે પરિક્ષેપન માધ્યમમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે ત્યારે, કલિલમય સોલ બનાવતા નથી. તેમના કલિમય સૌલ વિશિષ્ટ પદ્ધતિઓ દ્વારા જ બનાવી શકાય છે. આવા સોલને વિરાગી સોલ કહે છે. આ સોલ થોડા પ્રમાણમાં વિદ્યુતવિભાજ્ય ઉમેરતાં અથવા ગરમ કરતાં અથવા હલાવવાથી ઝડપથી અવક્ષેપિત થાય છે. આથી તેઓ સ્થાયી નથી.

વળી, એકવાર અવક્ષેપિત થયા પછી, ફરી પાછા પરત કલિલમય સોલ પરિક્ષેપન માધ્યમ ઉમેરવા છતાં પદ્મ મેળવી શકાતા નથી. આથી, આ સોલને અપ્રતિવર્તીય સોલ કહે છે. દ્રવિરાગી સોલને સાચવવા કરવા માટે સ્થાયીકારક પ્રક્રિયકોની જરૂર પડે છે.
પેટાપ્રશ્ન : અવક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર આધારિત વર્ગીકરણ : બહુઆણ્વીય, વિરાટ (બૃહદ) આણ્વીય અને સમુચ્ચયિત કલિલ જણાવો.

પરિક્ષેપિત કલાના કણોના પ્રકાર પર આધારિત કવિલો બહુઆણ્વીય, વિરાટ આણ્વીય અને સમુચ્ચયિત કલિલો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવેલ છે.