Surface Chemistry & Colloids Notes ...

पृष्ठ रसायन (Surface Chemistry)

अधिशोषण (Adsorption)

· जब किसी ठोस पदार्थ को द्रव या गैस के सम्पर्क में रखा जाता है तो ठोस की सतह पर द्रव या गैस स्थूल की अपेक्षा अधिक संचित हो जाती है। यह प्रक्रिया अधिशोषण कहलाती है।

अधिशोषण से संबधित शब्दावली इस प्रकार है-

· अधिशोष्य (Adsorbate)- वह पदार्थ जो सूक्ष्म विभाजित ठोस अथवा द्रव की सतह पर अधिशोषित होता है, अधिशोष्य कहलाता है।

· अधिशोषक (Adsorbent)- वह ठोस या द्रव पदार्थ जिसकी सतह पर अधिशोषण होता है, अधिशोषक कहलाता है।

· अंतरा पृष्ठ- अधिशोषक की वह सतह जिस पर अधिशोष्य पदार्थ संकेन्द्रित है अंतरा पृष्ठ कहलाता है।

· सक्रिय केन्द्र- अधिशोषक की अंतरा पृष्ठ पर वह स्थान जहाँ मुक्त संयोजकताएँ अधिक होती है, सक्रिय केन्द्र कहलाते हैं।

· धनात्मक अधिशोषण- किसी रासायनिक प्रक्रम में यदि अधिशोष्य पदार्थ की अधिकतम मात्रा से अधिशोषण, अधिशोषक पृष्ठ पर हो जाता है तो यह धनात्मक अधिशोषण कहलाता है।

· ऋणात्मक अधिशोषण- किसी रासायनिक प्रक्रम में यदि अधिशोष्य पदार्थ की कुल मात्रा से कम भाग का अधिशोषण, अधिशोषक पृष्ठ पर होता है तो यह ऋणात्मक अधिशोषण कहलाता है।

विभिन्न क्रियाविधियों में अधिशोषण

(i) O₂,Cl₂, NH₃, SO₂, आदि गैसों से भरे बंद पात्र में यदि चारकोल का चूर्ण डाल दिया जाता है तो गैस का दाब कम हो जाता है क्योंकि गैस का कुछ भाग चारकोल द्वारा अधिशोषित कर लिया जाता है।

(ii) कार्बनिक रंजक जैसे मेथिलीन ब्लू के रंग को भी जान्तव चारकोल द्वारा रंगहीन बनाया जा सकता है।

(iii) H₂ गैस पैलेडियम अथवा निकल धातु के पृष्ठ पर अधिशोषित हो जाती है।

(iv) वायु से नमी हटाकर शुष्क करने के लिए सिलिका जैल का उपयोग किया जाता है।

(v) शर्करा के विलयन को रंगहीन करने के लिए उसे जान्तव चारकोल की परतों पर प्रवाहित किया जाता है।

· विशोषण (De Sorption)- किसी अधिशोषित पदार्थ के अधिशोषक की सतह से हटने की प्रक्रिया विशोषण कहलाती है।

· अवशोषण (Absorption)- इस प्रक्रम में एक पदार्थ ठोस अथवा द्रव में प्रवेश कर उसमें समान रूप से वितरित हो जाता है।

सारणी: अधिशोषण एवं अवशोषण में विभेद

अधिशोषण

अवशोषण

1. वह प्रक्रिया जिसमें कोई पदार्थ अन्य पदार्थ (अधिशोषक) की सतह पर ही एकत्र होता है।

2. यह एक पृष्ठीय प्रक्रिया है जो केवल सतह पर होती है।

3. यह समान गति से होता है।

4. उदाहरण सिलिका द्वारा जल वाष्प का अधिशोषण

1. वह प्रक्रिया जिसमें कोई पदार्थ अन्य पदार्थ के अन्दर समान रूप से वितरित रहता है।

2. यह स्थूल प्रक्रिया है क्योंकि यह समस्त पदार्थों में होती है।

3. यह प्रारम्भ में तीव्र गति से होता है, परन्तु रिक्त पृष्ठ कम होने से मंद होता जाता है।

4. कैल्सियम क्लोराइड द्वारा जल वाष्प का अवशोषण

(a) सिलिका जेल की सतह पर जल वाष्प की उच्च सान्द्रता (अधिशोषण की घटना)

(b) कैल्सियम क्लोराइड के स्थूल में जल वाष्प का समान वितरण (अवशोषण की घटना)

शोषण- अधिशोषण एवं अवशोषण दोनों प्रक्रियाएँ साथ-साथ सम्पन्न हो तो यह प्रक्रम शोषण कहलाता है।

उदाहरण

(i) H₂ गैस चारकोल पृष्ठ पर अधिशोषित होती है परन्तु कुल समय पश्चात् यह चारकोल की आंतरिक सतह में विसरित हो जाती है।

(ii) रंजक सर्वप्रथम रेशे की सतह पर अधिशोषित होते हैं अंत में रेशे द्वारा अवशोषित हो जाते हैं।

अधिशोषण की ऊष्मागतिकीय सम्भाव्यता

(i) अधिशोषण प्रक्रम में एक मोल अधिशोष्य के अधिशोषक पृष्ठ पर अधिशोषित होने पर मुक्त ऊष्मा की मात्रा मोलर अधिशोषण ऊष्मा कहलाती है।

(ii) अधिशोषण सदैव एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है एवं △H का मान ऋणात्मक होता है।

(iii) जब कोई गैस अधिशोषित होती है तो अणुओं का संचलनकम हो जाता है एवं गैस की एंट्रोपी कम हो जाती अर्थात् △S का मान ऋणात्मक होता है।

अधिशोषण के प्रकार

· अधिशोष्य और अधिशोषक के मध्य आकर्षण बलों के आधार पर अधिशोषण दो प्रकार का होता है।

1. भौतिक अधिशोषण या वॉण्डरवाल अधिशोषण

· जब अधिशोषक की सतह पर अधिशोष्य वॉण्डरवाल बलों द्वारा बंधित होता है तो यह भौतिक अधिशोषण कहलाता है चूँकि वॉण्डरवाल बल दुर्बल होते हैं अतः अधिशोष्य को अधिशोषक के पृष्ठ से उच्च ताप अथवा निम्न दाब

पर मुक्त किया जा सकता है । भौतिक अधिशोषण में ऊष्मा परिवर्तन बहुत कम होता है। इनका मान 20-40 kJ/मोल के मध्य परिवर्तित होता है। इसकी प्रकृति विशिष्ट नहीं होती है अतः भौतिक अधिशोषण सभी अवस्थाओं में

तीव्र गति से होता है।

2. रासायनिक अधिशोषण या लैंगम्यूर अधिशोषण

· जब अधिशोषक की सतह पर अधिशोष्य प्रबल रासायनिक बलों द्वारा बंधित हो तो यह रासायनिक अधिशोषण कहलाता है। रासायनिक अधिशोषण में अधिशोष्य अधिशोषक की सतह पर क्रिया कर उत्पाद बनाता है। उदाहरण- टंगस्टन अथवा कार्बन की सतह पर ऑक्सीजन के अधिशोषण पश्चात् टंगस्टन ऑक्साइड एवं कार्बन डाई ऑक्साइड अथवा कार्बन मोनो ऑक्साइड का विशोषण होता है। रासायनिक अधिशोषण में अधिशोषण की ऊष्मा का मान अधिक 80-240 kJ/मोल के मध्य परिवर्तित होता है। रासायनिक अधिशोषण एक अनुत्क्रमणीय एवं अति विशिष्ट प्रक्रम है।

सारणी : भौतिक अधिशोषण एवं अधिशोष्य रासायनिक अधिशोषण का तुलनात्मक अध्ययन

भौतिक अधिशोषण

रासायनिक अधिशोषण

1. अधिशोष्य एंव अधिशोषक के मध्य वॉण्डरवाल बँध होते हैं।

2. वॉण्डरवाल बल के कारण विशिष्ट प्रकृति नहीं होती है।

3. यह एक उत्क्रमणीय प्रक्रम है।

4. मोलर अधिशोषण ऊष्मा निम्न 20-40kJ/मोल होती है।

5. आसानी से द्रवित होने वाली गैसों का अधिशोषण होता है क्योंकि पृष्ठ पर टकराने वाले गैस के अणु संघनित हो जाते हैं।

6. ताप बढ़ाने पर अधिशोषण की दर घटती है।

7. इसमें बहुआण्विक परत बनती है।

8. वॉण्डरवाल बंध के कारण संक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है ।

1. अधिशोष्य एवं अधिशोषक के मध्य में स्थानान्तरण द्वारा रासायनिक बंध होते हैं।

2. रासायनिक बँध के कारण विशिष्ट प्रकृति होती है।

3. यह एक अनुत्क्रमणीय प्रक्रम है।

4. मोलर अधिशोषण ऊष्मा उच्च 80-240kJ/मोल होती है।

5. गैसे जो रासायनिक यौगिकों का अधिशोषक के साथ निर्माण करे, वे ही अधिशोषित होती है।

6. ताप बढ़ाने पर अधिशोषण की दर बढ़ती है।

7. इसमें एक आण्विक परत बनती है ।

8. रासायनिक बंध के कारण सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

अधिशोषण की दर (x/m) को प्रभावित करने वाले कारक

[FACTORS AFFECTING RATE OF ADSORPTION(x/m)]

(i) अधिशोषक की प्रकृति (Nature of adsorbent) :

· ठोस के लिए : अधिशोषण ∝अधिशोषक का पृष्ठीय क्षेत्रफल या अधिशोषक की मुक्त संयोजकता

(ii) अधिशोष्य की प्रकृति (Nature of adsorbate) :

गैस के लिए : अधिशोषण µगैस का क्रान्तिक ताप (T_c)

288 K ताप पर 1g चारकोल द्वारा विभिन्न गैसों का अधिशोषित आयतन (N.T.P. पर)

गैस	H₂	N₂	CH₄	CO₂	HCl	NH₃	SO₂
क्रान्तिक ताप Tc (K)	33	126	190	304	324	406	430
अधिशोषित आयतन (mL)	4.7	8	16.2	48	72	181	380

क्रांतिक ताप का बढ़ना

द्रवीकरण का आसानी से बढ़ना

अधिशोषण का तेजी से बढ़ना

Surface Chemistry Study Note Diagram 1

(iii) ताप का प्रभाव (Effect of temperature):

अधिशोषक + = अधिशोष्य Surface Chemistry Study Note Diagram 2 अधिशोषण, DH = -ve (ऊष्माक्षेपी प्रक्रम)

· सामान्यत: ताप बढ़ाने पर अधिशोषण कम होता है क्योंकि अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रम है। भौतिक अधिशोषण ताप के साथ लगातार कम होता है, लेकिन रासायनिक अधिशोषण पहले बढ़ता है फिर कम होता

है, क्योंकि रासायनिक अधिशोषण विशिष्ट अधिशोषण है जिसके लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

Surface Chemistry Study Note Diagram 3

(iv) दाब का प्रभाव (Effect of Pressure) :

· अधिशोषण समतापीय वक्र (Adsorption Isotherm) : सामान्यतः ठोस पर गैस के अधिशोषण की
मात्रा को {X\over M} द्वारा प्रदर्शित किया जाता है

x- अधिशोष्य का भार

m- अधिशोषक का भार

सैद्धान्तिक रूप से {X\over M} ∝ P

Diagram

Description automatically generated

उत्प्रेरण (Catalysis)

सर्वप्रथम 1835ई. में बर्जीलियस ने पाया कि बाह्य पदार्थों की उपस्थिति में रासायनिक अभिक्रिया के वेग में परिवर्तन हो जाता है।

उदाहरण- मैंगनीज डाई ऑक्साइड की उपस्थिति में पोटैशियम क्लोरेट का अपघटन निम्न ताप पर आसानी से हो जाता है।

Text, table

Description automatically generated

विशेष प्रेक्षण यह है कि MnO₂ अभिक्रिया में भाग नहीं लेता है और न ही उसके द्रव्यमान में परिवर्तन होता है।

अतः वह पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रिया के वेग को परिवर्तित कर देता है परन्तु स्वयं द्रव्यमान एवं संघटन की दृष्टि से अप्रभावित रहता है, उत्प्रेरक कहलाता है तथा यह क्रिया उत्प्रेरण कहलाती है।

उत्प्रेरक के प्रकार

1. धनात्मक उत्प्रेरक

वे पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रिया के वेग को बढ़ा देते हैं, धनात्मक उत्प्रेरक कहलाते हैं।

उदाहरण-उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में हाइड्रोजन पैरॉक्साइड के अपघटन के लिए सक्रियण ऊर्जा का मान 76kJ प्रति मोल है। यदि उपर्युक्त अपघटन कोलॉइडीPt की उपस्थिति में करवाते हैं तो सक्रियण ऊर्जा का मान 57kJ प्रतिमोल रह जाता है अर्थात् उत्प्रेरक अपनी उपस्थिति में सम्पूर्ण रासायनिक अभिक्रिया की क्रियाविधि परिवर्तित कर देते हैं जिसकी सक्रियण ऊर्जा का मान कम होता है।

Diagram

Description automatically generated

2. ऋणात्मक उत्प्रेरक

· वे उत्प्रेरक जो रासायनिक अभिक्रिया का वेग घटा देते हैं, ऋणात्मक उत्प्रेरक कहलाते हैं। ऋणात्मक उत्प्रेरक को मंदक या निरोधक भी कहते हैं।

उदाहरण

(i) हाइड्रोजन पैरॉक्साइड का अपघटन ग्लिसरॉल की उपस्थिति में कम हो जाता है।

A picture containing furniture, table, seat

Description automatically generated

(ii) सोडियम सल्फाइट के ऑक्सीकरण की दर एथिल एल्कोहॉल की उपस्थिति में घट जाती है।

A picture containing text

Description automatically generated

(iii) पेट्रोल के अपस्फोटन को कम करने के लिए उसमें टेट्रा एथिल लैड (TEL) मिला देते हैं।

3. स्वतः उत्प्रेरक

रासायनिक अभिक्रिया में बना उत्पाद, स्वयं उस अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक का कार्य करे अर्थात् अभिक्रिया के वेग में परिवर्तन कर दे तो निर्मित उत्पाद स्वतः उत्प्रेरक कहलाता है।

उदाहरण- (i) एस्टर के जल अपघटन की दर प्रारम्भ में कम होती है परन्तु कुछ समय बाद तीव्र हो जाती है क्योंकि अभिक्रिया में उत्पन्न CH₃COOH द्वारा जनित H⁺ आयन उत्प्रेरक का कार्य करते हैं।

A picture containing table

Description automatically generated

(ii) अम्लीकृत पोटैशियम परमैंगनेट द्वारा ऑक्सेलिक अम्ल के ऑक्सीकरण पर बना मैंगनीज आयन (Mn⁺²) स्वतः उत्प्रेरक का कार्य कर प्रारम्भ में मंद वेग से होने वाली अभिक्रिया के वेग को बढ़ा देता है।

Text

Description automatically generated with medium confidence

4. प्रेरित उत्प्रेरक

कुछ अभिक्रियाओं में एक अभिक्रिया का वेग उसके साथ होने वाली द्वितीय अभिक्रिया के प्रेरण से तीव्र हो जाता है। इस स्थिति में अभिक्रिया प्रेरित उत्प्रेरक कहलाती है।

उदाहरण-सोडियम सल्फाइड का वायु से तीव्र गति से ऑक्सीकरण होता है। सोडियम आर्सेनाइट का ऑक्सीकरण नहीं होता है। दोनों पदार्थ को मिला दिया जाए तो दोनों वायु द्वारा ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

Table

Description automatically generated with medium confidence

उत्प्रेरण के प्रकार

1. समांगी उत्प्रेरण- यदि क्रियाकारक, क्रियाफल एवं उत्प्रेरक की प्रावस्था समान हो तो वह समांगी उत्प्रेरण अभिक्रिया कहलाती है। उदाहरण

(i) शीशा कक्ष विधि

Surface Chemistry Study Note Diagram 12

(ii) अम्लीय माध्यम में एथिल एसीटेट (एस्टर) का जल अपघटन

Text, letter

Description automatically generated

(iii) सुक्रोज का अम्लीय माध्यम में जल अपघटन

Text, letter

Description automatically generated

समांगी उत्प्रेरण की क्रिया विधि-माध्यमिक यौगिक सिद्धान्त-

· इस धारणा के अनुसार उत्प्रेरक, किसी एक क्रियात्मक के साथ माध्यमिक या मध्यवर्ती यौगिक बना लेता है। यह माध्यमिक यौगिक अस्थायी होता है जो अन्य अभिकारक से क्रिया कर उत्पाद बना कर मुक्त हो जाता है। एक

अभिक्रिया A+B→AB अत्यन्त धीमी गति से सम्पन्न होती है जो X उत्प्रेरक की उपस्थिति में आसानी से होती है।

A + X →AX (माध्यमिक यौगिक)

AX+B→ AB+X

· मध्यवर्ती AX के निर्माण में कम सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है अभिक्रिया तीव्र गति से सम्पन्न हो जाती है।

उदाहरण

Table

Description automatically generated

· माध्यमिक यौगिक सिद्धान्त द्वारा निम्नांकित तथ्यों का स्पष्टीकरण नहीं किया जा सकता है। (i) विषमांग उत्प्रेरण की क्रियाविधि (ii) उत्प्रेरक वर्द्धक एवं उत्प्रेरक विष की क्रिया विधि (iii) सक्रिय केन्द्रों का महत्त्व।

2. विषमांगी उत्प्रेरण- जब क्रियाकारक, क्रियाफल एवं उत्प्रेरक की भौतिक अवस्था पृथक हो तो यह विषमांगी उत्प्रेरण अभिक्रिया कहलाती है। उदाहरण (i) तेलों का हाइड्रोजनीकरण

वनस्पति तेल Surface Chemistry Study Note Diagram 16 वनस्पति घी (s)

(ii) अमोनिया की हैबर विधि

Surface Chemistry Study Note Diagram 17

विषमांगी उत्प्रेरण का अधिशोषण सिद्धान्त

· कई गैसीय अभिक्रियाएँ ठोस उत्प्रेरक की उपस्थिति में सम्पन्न होती हैं। ठोस उत्प्रेरक के पृष्ठ पर मुक्त संयोजकता के कारण सक्रिय केन्द्र उपस्थित होते हैं। क्रियाकारक के अणु इन सक्रिय अणुओं के साथ बंध बनाकर ठोस

उत्प्रेरक के पृष्ठ पर अधिशोषित हो जाते हैं। अधिशोषित अणु उत्प्रेरक के साथ सक्रिय संकर का निर्माण करते है। जो अपघटित होकर उत्पादो में बदल जाता है एवं उत्पादों का पृष्ठ से विशोषण प्रारम्भ हो जाता है। इस सिद्धान्त से

निम्नांकित बिन्दुओं की व्याख्या की जा सकती है।

1. उत्प्रेरक की सतह पर बार-बार अधिशोषण एवं विशोषण होता रहता है। इसलिए उत्प्रेरक की सूक्ष्म मात्रा क्रियाकारकों की अधिक मात्रा को उत्प्रेरित करने के लिए पर्याप्त होती है।

2. विशोषण के पश्चात् उत्प्रेरक की सतह अपरिवर्तित रहती है अतः अभिक्रियाओं के अन्त में उत्प्रेरक के द्रव्यमान एवं संघटन में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

3. क्रियाकारक, उत्प्रेरक के पृष्ठ पर रासायनिक बंधों का निर्माण करते है। जिसमें मुक्त अधिशोषण ऊर्जा, सक्रियण ऊर्जा की पूर्ति कर देती है। अतः अभिक्रिया तेजी से हो जाती है।

4. वर्द्धक उत्प्रेरक के पृष्ठ पर इस प्रकार अधिशोषित होते हैं कि सक्रिय केन्द्रों की संख्या बढ़ जाती है इस कारण अधिशोषण क्षमता तथा क्रियाशीलता बढ़ती है।

कोलॉइड (Colloid)

· 1861 में थॉमस ग्राहम ने पाया कि गोंद, जिलेटिन आदि जान्तव झिल्ली से विसरित नहीं हो पाते हैं, जबकि शर्करा, नमक आदि के जलीय विलयन आसानी से जान्तव झिल्ली में से विसरित हो जाते है। इसी आधार पर उसने

पदार्थों को दो श्रेणियों में विभाजित किया-

1. कोलॉइड- (Kolla ग्रीक शब्द का अर्थ गम अर्थात् गोंद) ये जान्तव झिल्ली से विसरित नहीं हो पाते हैं। उदाहरण गोंद, जिलेटिन, स्टार्च आदि ।

2. क्रिस्टलॉयड- ये जान्तव झिल्ली से विसरित हो जाते है। उदाहरण- NaCl, शर्करा आदि।

· परन्तु ग्राहम द्वारा पदार्थों का यह वर्गीकरण पूर्ण रूप से संतोषजनक नहीं था क्योंकि कोई विशेष यौगिक एक विलायक में क्रिस्टलॉयड तथा अन्य विलायक में कोलॉइड का व्यवहार करता है।

उदाहरण- NaCl का जलीय विलयन क्रिस्टलॉयड है जबकि यह बैंजीन में कोलॉइड का व्यवहार करता है।

साबुन का जलीय विलयन कोलॉइड है जबकि एल्कोहॉलिक विलयन क्रिस्टलॉयड है।

विशिष्ट परिस्थितियों में सोना, चाँदी, ताँबा आदि धातुओं को भी कोलॉइडी अवस्था में प्राप्त किया जाता है।

· अतः आधुनिक मतानुसार कोलॉइड कोई पदार्थ न होकर पदार्थ की ही एक अवस्था होती है जो पदार्थ के कणों के आकार पर निर्भर करती हैं कणों के आकार के आधार पर विलयन को तीन भागों में (वास्तविक विलयन,

कोलॉइड, निलम्बन) बाँटा जा सकता है।

1. वास्तविक विलयन- वास्तविक विलयन एक समांगी मिश्रण होता है। इसमें विलेय तथा विलायक के कणों का आकार समान होता हैं। कणों का व्यास 10^-7 सेमी. से कम होता है। इन कणों को शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी द्वारा भी

नहीं देखा जा सकता है। ये कण आयन अथवा अणु के रूप में उपस्थित होते हैं।

2. निलम्बन- यह एक विषमांगी मिश्रण है जिसमें वृहद् अविलेय कण होते है। कणों का व्यास 10^-4 सेमी. से अधिक होता है। ऐसे कण भारी होने से गुरुत्वाकर्षण बल के कारण पात्र की तल पर जमा हो जाते है। इन कणों को

आँखों द्वारा देखा जा सकता है।

3. कोलॉइडी विलयन- यह उपर्युक्त दोनों चरम स्थितियों की मध्यवर्ती अवस्था है इसके कणों का आकार 10^-5सेमी. से कम तथा 10^-7 सेमी. से अधिक होता है। ये कण आँखों द्वारा नहीं परन्तु सूक्ष्मदर्शी द्वारा देखे जा सकते हैं।

वास्तविक विलयनों के कणों की तुलना में इनके कणों का आकार बड़ा होने के कारण ये शीघ्रता से विसरित नहीं होते और निलम्बनों की तुलना में इनका आकार छोटा होने से ये गुरुत्व बल से पेंदे में भी एकत्रित नहीं होते हैं। इस

प्रकार के विषमांगी विलयन कोलॉइडी विलयन कहलाते हैं।

· सारणी: वास्तविक विलयन, कोलॉइडी विलयन, निलम्बन में अन्तर

क्र.सं.	गुण	वास्तविक विलयन	कोलॉइडी विलयन	निलम्बन
1.	प्रकृत्ति	समांगी	विषमांगी	विषमांगी
2.	प्रावस्था संख्या	1	2	2
3.	कणों का आकार	<10^-7 cm	10^-5–10^-7cm	>10^-5 cm
4.	कणों की दृश्यता	नहीं देखे जा सकते है	सूक्ष्मदर्शी से देखना संभव है	आंखों से देखना संभव है।
5.	गुरूत्वाकर्षण	नगण्य	नगण्य	प्रभावित होते है
6.	अधिशोषण	कम या नगण्य	उच्च अधिशोषण	नगण्य
7.	फिल्टरल (i) साधारण फिल्टर पत्र से	संभव नहीं	संभव नहीं	संभव
7.	(ii) अल्ट्रा–फिल्टरन	संभव नहीं	संभव	संभव
8.	ब्राउनी गति	प्रदर्शित नहीं करते	करते है।	नहीं करते है।
9.	टिण्डल प्रभाव	प्रदर्शित नहीं करते	करते है।	नहीं करते है।
10.	विसरण	तीव्र गति से	धीमी गति से	संभव नहीं
11.	विद्युत क्षेत्र	धनायन कैथोड की ओर ऋणायन एनोड की ओर	सभी कणों का विपरीत आवेशित प्लेट पर स्कंदन या अवक्षेपण।	अप्रभावित
12.	प्रकटता	पारदर्शी	सामान्यतया पारदर्शी	अपारदर्शी

कोलॉइड की प्रावस्थाएँ

· परिक्षिप्त प्रावस्था (Dispersed Phase)- यह वितरित अथवा आंतरिक प्रावस्था भी कहलाती है। यह वह घटक है जिसकी मात्रा अल्प होती है।

· परिक्षेपण माध्यम (Dispersion Medium)- यह वितरण अथवा बाह्य प्रावस्था भी कहलाती है यह वह घटक है जिसका आधिक्य होता है।

उदाहरण- सिल्वर के जलीय कोलॉइड विलयन में सिल्वर परिक्षिप्त प्रावस्था एवं जल परिक्षेपण माध्यम की भाँति कार्य करता है।

· परिक्षेपण अथवा वितरण माध्यम के नाम के आधार पर कोलॉइडी विलयनों को निम्नांकित विशिष्ट नाम दिए गए हैं।

· परिक्षेपण माध्यम जल होने पर हाइड्रोसॉल परिक्षेपण माध्यम एल्कोहॉल होने पर एल्कोसॉल

· परिक्षेपण माध्यम बैंजीन होने पर बैंजोसॉल

· परिक्षेपण माध्यम वायु या गैस होने पर ऐरासॉल

· परिक्षिप्त प्रावस्था एवं परिक्षेपण माध्यम की प्रकृति के आधार पर कोलॉइड तंत्र के प्रकार को निम्नांकित सारणी में सूचीबद्ध किया गया है।

Surface Chemistry Study Note Diagram 18

कोलॉइड का वर्गीकरण

प्रावस्थाओं के मध्य आकर्षण या बंधुता के आधार पर

(i) द्रव स्नेही कोलॉइड

· जिन विलयनों में परीक्षिप्त प्रावस्था एवं परिक्षेपण माध्यम के मध्य आकर्षण हो उन्हें द्रव स्नेही कोलॉइड कहते हैं, इनके गुण अधोलिखित है:

(अ) इन्हें परिक्षिप्त प्रावस्था व परिक्षेपण माध्यम को सीधे मिश्रित कर प्राप्त किया जा सकता है।

(ब) ये स्थायी होते हैं ।

(स) इनका शीघ्रता से स्कंदन नहीं होता है स्कंदन करने हेतु विद्युत अपघट्य मिलाया जाता है।

(द) ये उत्क्रमणीय होते हैं अर्थात् स्कंदन के पश्चात् वाष्पीकरण से ठोस प्राप्त करके वितरण माध्यम में घोलने पर इन्हें पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

उदाहरण- स्टॉर्च , जिलेटिन, प्रोटीन (सॉलं)

(ii) द्रव विरोधी कोलॉइड

· इन विलयनो में परीक्षिप्त प्रावस्था एवं परीक्षेपण माध्यम के मध्य आकर्षण नहीं होता हैं इसके गुण निम्न लिखित है:

(अ) इन्हें अप्रत्यक्ष विधि, रासायनिक अभिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता हैं ।

(ब) ये अस्थायी होते हैं ।

(स) ये शीघ्र स्कंदित हो जाते हैं ।

(द) ये अनुत्क्रमणीय होते है, स्कंदन के पश्चात् पुनः कोलॉइड निर्माण नहीं किया जा सकता हैं।

उदाहरण- धातु, सल्फर, अधातु के कोलॉइड

द्रव स्नेही एवं द्रव विरोधी सॉल में तुलना

क्र.सं.	गुण	द्रव स्नेही सॉल	द्रव विरोधी सॉल
1	निर्माण	निर्माण पदार्थ को मिश्रित कर या गर्म करके आसानी से तैयार किया जा सकता है।	आसानी से तैयार नहीं किया जा सकता, विशेष विधियों की आवश्यकता होती है।
2.	स्थायित्व	स्थायित्व अधिक स्थाई है।	कम स्थाई है।
3.	उत्क्रमणीयता	उत्क्रमणीयता होते हैं।	अनुत्क्रमणीय होते हैं।
4.	श्यानता	इनकी श्यानता विलायक से अधिक होती है।	इनकी श्यानता विलायक के लगभग समान होती है
5.	पृष्ठ तनाव	पृष्ठ तनाव सामान्यतः कम होता है।	पृष्ठ तनाव विलायक के लगभग समान होता है।
6.	जलयोजन या विलायकीकरण	ये उच्च विलेय (Solvated) होते हैं क्योंकि कणों का विलायक से स्नेह उच्च होता है।	ये कम विलेय (Solvated) होते हैं क्योंकि कणों का विलायक से स्नेह कम होता है।
7.	आवेश	कणों पर आवेश कम अथवा कोई आवेश नहीं होता है।	कणों पर अभिलाक्षणिक धनावेश या ऋणावेश पाया जाता है।
8.	दृष्टि गोचरता	कणों को सूक्ष्मदर्शी द्वारा नहीं देखा जा सकता है	कणों को सूक्ष्मदर्शी द्वारा देखा जा सकता है।
9.	स्कंदन या अवेक्षपण	विद्युत अपघट्य की अधिक मात्रा से अवक्षेपित होते हैं।	विद्युत अपघट्य की सूक्ष्म मात्रा से ही अवक्षेपित हो जाते हैं।
10.	टिण्डल प्रभाव	कम प्रकीर्णन होता है।	अधिक प्रकीर्णन होता है।
11.	विद्युत क्षेत्र में गमन	इनका अभिगमन हो भी सकता है और नहीं भी क्योंकि इन पर आवेश हो भी सकता है और नही भी।	ये एनोड या कैथोड की ओर अभिगमन करते हैं क्योंकि कणों पर आवेश पाया जाता है।
12.	सामान्य उदाहरण	अधिकांश कार्बनिक प्रकृति के होते हैं। जैसे → जिलेटिन, स्टार्च, गोंद एल्ब्युमिन और सेल्युलोज का विलयन	अधिकांश अकार्बनिक प्रकृति के होते हैं। जैसे -→संक्रमण धातुओं जैसे - Au,As आदि के लवणों का जलीय विलयन

2. परिक्षिप्त प्रावस्था के कणों के आकार के आधार पर

(i) बहुअणुक कोलॉइड (Multimolecular Colloid)

इन कोलॉइड पदार्थ के परमाणु या अणु का व्यास 10^-7सेमी. से भी कम होता है परस्पर वान्डरवाल बलों से बंधित होकर कोलॉइड कणों का निर्माण कर देते हैं।

उदाहरण- सल्फर सॉल में 1000 या इससे भी अधिक S₈ अणुओं के समूह के रूप में कोलॉइडी कण होते हैं एवं गोल्डसॉल में कोलॉइडी कण गोल्ड परमाणुओं का समूह होते हैं ।

(ii) वृहद अणुक कोलॉइड (Macromolecular Colloid)

इस प्रकार के कोलॉइड बनाने वाले पदार्थों के अणुओं का आकार बड़ा होता है जब ये परिक्षिप्त प्रावस्था के रूप में घुलकर कोलॉइडी विलयन का निर्माण करते है तो कणों का आकार कोलोइड का हो जाता हैं परिक्षिप्त प्रावस्था

बनाने वाले वृहद् अणु उच्च अणुभार वाले बहुलक होते हैं प्राकृतिक वृहद अणु उदाहरण स्टार्च सेल्यूलोज़, प्रोटीन, एन्जाइम, जिलेटिन आदि एवं कृत्रिम वृहद अणु उदाहरण नायलॉन पॉलीथीन, प्लास्टिक, पॉलीस्टाइरीन इस प्रकार

के कोलॉइड का निर्माण करते हैं।

(iii) संगुणित कोलॉइड

ये वे पदार्थ होते हैं जो कम सान्द्रता में उपस्थित होने पर विलयन में सामान्य विद्युत अपघट्यों की भाँति व्यवहार करते हैं, परन्तु अधिक सान्द्रता में होने पर कोलॉइडी विलयन का निर्माण कर देते है। ऐसे विलयन संगुणित कोलॉइड

कहलाते हैं। उदाहरण- साबुन (सोडियम स्टीयरेट) कम सान्द्रता में जलीय विलयन में निम्नलिखित प्रकार से आयनित हो जाता है:-

Surface Chemistry Study Note Diagram 19

परन्तु उच्च सान्द्रता में उपस्थित होने पर ये आयन संगुणित होकर कोलॉइडी कणों का आकार ग्रहण कर कोलॉइडी विलयन का निर्माण कर देते हैं। संगुणन से बने कणों को मिशेल कहते है। मिशेल का निर्माण विलयन में पदार्थ

की एक निश्चित सान्द्रता से ऊपर होता है जिसे क्रांतिक मिशेलीकरण सान्द्रता (CMC) कहते हैं। उदाहरण- साबुन के लिए CMC का मान के 10^-3 mol L^-1 होता है। पृथक्-पृथक् मिशेल के लिए CMC का मान भी पृथक् होता

है।

Surface Chemistry & Colloids Notes for FSO 2026-27

Related Notes in Food Chemistry & Biochemistry