Adsorption (अधिशोषण) जीवन में कई ऐसी प्रक्रियाएँ होती हैं जिनमें किसी ठोस की सतह पर गैस या द्रव के कण एकत्रित हो जाते हैं। जैसे – कोयले द्वारा गैसों का शुद्धिकरण, सिलिका जेल द्वारा नमी सोखना, मास्क द्वारा धूल और प्रदूषक कणों को रोकना, दवाइयों का प्रभाव, गैस मास्क का उपयोग आदि। इन सभी प्रक्रियाओं के मूल में (अधिशोषण) की महत्वपूर्ण भूमिका होती है।
2. अधिशोषण chromatography की परिभाषा
जब किसी ठोस या द्रव की सतह पर किसी गैस, द्रव या विलेय के कण जमा हो जाते हैं, तो इस प्रक्रिया को (अधिशोषण) कहते हैं।
सरल शब्दों में:
सतह पर कणों का जमना = अधिशोषण
जिस पदार्थ की सतह पर कण जमा होते हैं उसे Adsorbent (अधिशोषक) तथा जो कण जमा होते हैं उन्हें Adsorbate (अधिशोष्य) कहते हैं।
उदाहरण:
- चारकोल द्वारा गैसों का अधिशोषण
- सिलिका जेल द्वारा नमी का अधिशोषण
3. Adsorption और Absorption में अंतर
| Adsorption (अधिशोषण) | Absorption (अवशोषण) |
| सतह पर होता है | पूरे द्रव्यमान में होता है |
| सतही प्रक्रिया | आयतन प्रक्रिया |
| तेज़ प्रक्रिया | अपेक्षाकृत धीमी |
| उदाहरण: चारकोल पर गैस | उदाहरण: पानी में नमक |
4. Adsorption के कारण (Cause of Adsorption)
किसी ठोस की सतह पर अणुओं के बीच असंतुलित आकर्षण बल (Residual Forces) होते हैं। ये बल बाहर से आने वाले अणुओं को अपनी ओर आकर्षित करते हैं, जिससे अधिशोषण होता है।
सतह क्षेत्रफल जितना अधिक होगा, उतने ही अधिक असंतुलित बल होंगे और उतना ही अधिक Adsorption होगा।
5. Adsorption के प्रकार (Types of Adsorption)
Adsorption मुख्यतः दो प्रकार का होता है:
(a) भौतिक अधिशोषण (Physisorption)
यह कमजोर वैन डर वाल्स बलों के कारण होता है।
विशेषताएँ:
- कम ताप पर अधिक
- कम दाब पर कम
- उत्क्रमणीय (Reversible)
- ऊष्माक्षेपी
उदाहरण:
चारकोल पर गैसों का अधिशोषण
(b) रासायनिक अधिशोषण (Chemisorption)
यह रासायनिक बंधों के निर्माण के कारण होता है।
विशेषताएँ:
- उच्च ताप पर अधिक
- अनुत्क्रमणीय (Irreversible)
- विशिष्ट प्रकृति
- उच्च सक्रियण ऊर्जा
उदाहरण:
हाइड्रोजन का निकेल की सतह पर अधिशोषण
6. Physisorption और Chemisorption में अंतर
| भौतिक अधिशोषण | रासायनिक अधिशोषण |
| कमजोर बल | रासायनिक बंध |
| कम ऊष्मा | अधिक ऊष्मा |
| उत्क्रमणीय | अनुत्क्रमणीय |
| कम ताप पर | उच्च ताप पर |
7. अधिशोषणको प्रभावित करने वाले कारक (Factors Affecting Adsorption)
1. तापमान (Temperature)
- Physisorption में तापमान बढ़ाने से Adsorption घटता है।
- Chemisorption में तापमान बढ़ाने से Adsorption पहले बढ़ता फिर घटता है।
2. दाब (Pressure)
दाब बढ़ाने से गैसों का अधिशोषणबढ़ता है।
3. सतह क्षेत्रफल (Surface Area)
सतह क्षेत्रफल जितना अधिक होगा, अधिशोषण उतना ही अधिक होगा।
4. गैस की प्रकृति
अधिक आसानी से द्रवित होने वाली गैसें अधिक Adsorption दिखाती हैं।
8. अधिशोषण Isotherm (अधिशोषण समतल)
स्थिर ताप पर अधिशोषण और दाब के बीच संबंध कोअधिशोषण Isotherm कहते हैं।
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9. Freundlich अधिशोषण Isotherm
यह एक प्रायोगिक समीकरण है:
x/m = kP^(1/n)
जहाँ:
x = अधिशोषित पदार्थ की मात्रा
m = अधिशोषक का द्रव्यमान
P = दाब
k, n = स्थिरांक
लॉग रूप:
log (x/m) = log k + (1/n) log P
10. Langmuir Adsorption Isotherm
यह सिद्धांत बताता है कि Adsorption एक परत तक सीमित होता है।
इसके अनुसार:
- सतह पर सीमित संख्या में स्थान होते हैं
- प्रत्येक स्थान पर एक ही अणु अधिशोषित हो सकता है
11. अधिशोषण का ग्राफिक निरूपण
x/m बनाम P का ग्राफ बनाकर अधिशोषणकी प्रवृत्ति को समझा जाता है।
12. दैनिक जीवन में अधिशोषण के उदाहरण
- गैस मास्क
- सिलिका जेल द्वारा नमी सोखना
- पानी का शुद्धिकरण
- रंगों का हटाना
13. औद्योगिक महत्व
- गैसों का शुद्धिकरण
- शक्कर उद्योग में रंग हटाना
- पेट्रोलियम शोधन
- दवा निर्माण
14. चिकित्सा में उपयोग
- विषैले पदार्थों का निष्कासन
- दवा अवशोषण नियंत्रण
- डायलिसिस प्रक्रिया
15. परीक्षा उपयोगी महत्वपूर्ण बिंदु – gurugyanam.online
- Adsorption ≠ Absorption
- Physisorption: कम ताप
- Chemisorption: उच्च ताप
- Freundlich समीकरण
अधिशोषण (Class 12 Chemistry)
Q1. अधिशोषण क्या है?
Ans. सतह पर कणों का जमना।
Q2. Adsorbent क्या है?
Ans. जिसकी सतह पर Adsorption हो।
Q3. Adsorbate क्या है?
Ans. जो कण जमा हों।
Q4. अधिशोषण से अंतर?
Ans. सतही बनाम आयतन।
Q5. Physisorption क्या है?
Ans. भौतिक बलों द्वारा।
Q6. Chemisorption क्या है?
Ans. रासायनिक बंधों द्वारा।
Q7. अधिशोषण क्यों होता है?
Ans. असंतुलित बलों के कारण।
Q8. कौन सा Adsorption उत्क्रमणीय?
Ans. Physisorption।
Q9. कौन सा अनुत्क्रमणीय?
Ans. Chemisorption।
Q10. दाब बढ़ाने से क्या होगा?
Ans. अधिशोषण बढ़ेगा।
Q11. तापमान बढ़ाने से physisorption?
Ans. घटेगा।
Q12. Freundlich समीकरण क्या है?
Ans. x/m = kP^(1/n)
Q13. Langmuir सिद्धांत क्या बताता है?
Ans. एक परत अधिशोषण ।
Q14. अधिक सतह क्षेत्र का प्रभाव?
Ans. अधिक अधिशोषण ।
Q15. गैस मास्क में अधिशोषण क्यों?
Ans. विषैली गैस रोकने हेतु।
Q16. सिलिका जेल का उपयोग?
Ans. नमी सोखने में।
Q17. चारकोल क्यों उपयोगी?
Ans. अधिक सतह क्षेत्र।
Q18.अधिशोषण उष्माक्षेपी क्यों?
Ans. ऊर्जा मुक्त होने से।
Q19. Adsorption का औद्योगिक उपयोग?
Ans. गैस शुद्धिकरण।
Q20. अधिशोषण किन पर निर्भर?
Ans. ताप, दाब, सतह।
Q21. कौन सी गैस अधिक अधिशोषण दिखाती है?
Ans. आसानी से द्रवित होने वाली।
Q22. Chemisorption की ऊर्जा?
Ans. अधिक।
Q23. Physisorption की ऊर्जा?
Ans. कम।
Q24. यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण?
Ans. सिद्धांत + अनुप्रयोग।
Q25. तैयारी कैसे करें?
Ans. डायग्राम + समीकरण + उदाहरण।
निष्कर्ष (Conclusion)
अधिशोषण) Surface Chemistry का एक अत्यंत महत्वपूर्ण भाग है, जो न केवल रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को स्पष्ट करता है, बल्कि हमारे दैनिक जीवन और औद्योगिक प्रक्रियाओं में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसकी सही समझ से विद्यार्थी गैस शुद्धिकरण, दवा निर्माण, पर्यावरण संरक्षण जैसे क्षेत्रों की वैज्ञानिक व्याख्या कर सकते हैं।
