ಪೃಷ್ಠ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವು ಪೃಷ್ಠಗಳು ಅಥವಾ ಅಂತರಪೃಷ್ಠಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂತರಪೃಷ್ಠ ಅಥವಾ ಪೃಷ್ಠವನ್ನು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಹೈಫನ್ ಅಥವಾ ಸ್ಲ್ಯಾಷ್ನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಘನ ಮತ್ತು ಅನಿಲದ ನಡುವಿನ ಅಂತರಪೃಷ್ಠವನ್ನು ಘನ-ಅನಿಲ ಅಥವಾ ಘನ/ಅನಿಲ ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸಬಹುದು. ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಿಶ್ರಣೀಯತೆಯ ಕಾರಣ, ಅನಿಲಗಳ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಅಂತರಪೃಷ್ಠ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಪೃಷ್ಠ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನಾವು ಎದುರಿಸುವ ಬೃಹತ್ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಗಳು ಶುದ್ಧ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಅಥವಾ ದ್ರಾವಣಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಅಂತರಪೃಷ್ಠವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲವು ಅಣುಗಳಷ್ಟು ದಪ್ಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಅದರ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಗಳ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಪ್ರಮುಖ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾದವು ತುಕ್ಕು, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು, ವಿಜಾತೀಯ ಉತ್ಕರ್ಷಣ, ವಿಲೀನತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ, ಅಂತರಪೃಷ್ಠಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಪೃಷ್ಠ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ವಿಷಯವು ಕೈಗಾರಿಕೆ, ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯ ಮತ್ತು ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ಪೃಷ್ಠ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲು, ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಶುದ್ಧವಾದ ಪೃಷ್ಠವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. $10^{-8}$ ರಿಂದ $10^{-9}$ ಪಾಸ್ಕಲ್ ಕ್ರಮದ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ, ಲೋಹಗಳ ಅತಿ ಶುದ್ಧ ಪೃಷ್ಠವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಈಗ ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಇಂತಹ ಶುದ್ಧ ಪೃಷ್ಠಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಘನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕು ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಅವು ಗಾಳಿಯ ಪ್ರಮುಖ ಘಟಕಗಳಾದ ಡೈಆಕ್ಸಿಜನ್ ಮತ್ತು ಡೈನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಅಣುಗಳಿಂದ ಆವರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಈ ಘಟಕದಲ್ಲಿ, ನೀವು ಪೃಷ್ಠ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣಗಳಾದ ಅಧಿಶೋಷಣೆ, ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಮತ್ತು ಎಮಲ್ಷನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಜೆಲ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಕೊಲಾಯ್ಡ್ಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತೀರಿ.

5.1 ಅಧಿಶೋಷಣೆ

ಘನದ ಪೃಷ್ಠವು ಅದು ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಯ ಅಣುಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುವ ಮತ್ತು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುವ ಹಲವಾರು ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ. ಈ ಅಣುಗಳು ಕೇವಲ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಆಳಕ್ಕೆ ಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ. ಘನ ಅಥವಾ ದ್ರವದ ಬೃಹತ್ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಬದಲಿಗೆ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಸಂಚಯನವನ್ನು ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಅಥವಾ ಸಂಚಯನಗೊಳ್ಳುವ ಆಣ್ವಿಕ ಪ್ರಭೇದ ಅಥವಾ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅಧಿಶೋಷಿತ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಧಿಶೋಷಣೆ ನಡೆಯುವ ಪೃಷ್ಠದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅಧಿಶೋಷಕ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಒಂದು ಪೃಷ್ಠ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದೆ. ಘನಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಭಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ದೊಡ್ಡ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಇದ್ದಲು, ಸಿಲಿಕಾ ಜೆಲ್, ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಜೆಲ್, ಮಣ್ಣು, ಕೊಲಾಯ್ಡ್ಗಳು, ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಭಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿಗಳು ಉತ್ತಮ ಅಧಿಶೋಷಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅಧಿಶೋಷಣೆ

(i) $\mathrm{O_2}, \mathrm{H_2}, \mathrm{CO}, \mathrm{Cl_2}, \mathrm{NH_3}$ ಅಥವಾ $\mathrm{SO_2}$ ನಂತಹ ಅನಿಲವನ್ನು ಪುಡಿ ಇದ್ದಲನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮುಚ್ಚಿದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಮುಚ್ಚಿದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿನ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಅಣುಗಳು ಇದ್ದಲಿನ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ, ಅನಿಲಗಳು ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ.

(ii) ಮೆಥಿಲೀನ್ ನೀಲಿಯಂತಹ ಒಂದು ಸಾವಯವ ಬಣ್ಣದ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ, ಪ್ರಾಣಿ ಇದ್ದಲನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕುಲುಕಿದಾಗ, ಶೋಧಿತ ದ್ರವವು ಬಣ್ಣರಹಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಬಣ್ಣದ ಅಣುಗಳು ಇದ್ದಲಿನ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಸಂಚಯನಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ, ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ.

(iii) ಕಚ್ಚಾ ಸಕ್ಕರೆಯ ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಪ್ರಾಣಿ ಇದ್ದಲಿನ ಹಾಸಿಗೆಗಳ ಮೇಲೆ ಹಾಯಿಸಿದಾಗ, ಬಣ್ಣದ ವಸ್ತುಗಳು ಇದ್ದಲಿನಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುವುದರಿಂದ ಬಣ್ಣರಹಿತವಾಗುತ್ತದೆ.

(iv) ಸಿಲಿಕಾ ಜೆಲ್ನ ಸಾನ್ನಿಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯು ಶುಷ್ಕವಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಜೆಲ್ನ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ.

ಮೇಲಿನ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿಂದ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ ಘನ ಪೃಷ್ಠಗಳು ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಗುಣದಿಂದ ಅನಿಲ ಅಥವಾ ದ್ರವ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಬಲ್ಲವು. ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅದು ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗಿರುವ ಪೃಷ್ಠದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿಶೋಷಣೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

5.1.1 ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಮತ್ತು ಶೋಷಣೆಯ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ

ಅಧಿಶೋಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುವು ಕೇವಲ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಧಿಶೋಷಕದ ಬೃಹತ್ ಭಾಗದ ಮೂಲಕ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಭೇದಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಶೋಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುವು ಘನದ ಬೃಹತ್ ಭಾಗದಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಚಾಕ್ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಮಸಿಯಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಿದಾಗ, ಬಣ್ಣದ ಅಣುಗಳ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಪೃಷ್ಠವು ಮಸಿಯ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಮಸಿಯ ದ್ರಾವಕವು ಶೋಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಕಡ್ಡಿಯೊಳಗೆ ಆಳಕ್ಕೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಚಾಕ್ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಮುರಿದಾಗ, ಅದು ಒಳಭಾಗದಿಂದ ಬಿಳಿಯಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆವಿಯ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಮತ್ತು ಶೋಷಣೆಯ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ನೀರಿನ ಆವಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ಜಲ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಶೋಷಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಸಿಲಿಕಾ ಜೆಲ್ ಅಧಿಶೋಷಿಸುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಿತದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಶೋಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಘನದ ಬೃಹತ್ ಭಾಗದಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಮತ್ತು ಶೋಷಣೆ ಎರಡೂ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಎರಡೂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸೋರ್ಪ್ಷನ್ ಪದವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5.1.2 ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ

ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠ ಕಣಗಳು ಬೃಹತ್ ಭಾಗದಲ್ಲಿನ ಕಣಗಳಂತೆಯೇ ಅದೇ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಅಧಿಶೋಷಕದ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ನಡುವೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಎಲ್ಲಾ ಬಲಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಮತೋಲಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳಿಂದ ಸುತ್ತುವರಿಯಲ್ಪಡುವುದಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಅಸಮತೋಲಿತ ಅಥವಾ ಉಳಿದ ಆಕರ್ಷಕ ಬಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅಧಿಶೋಷಕದ ಈ ಬಲಗಳು ಅದರ ಪೃಷ್ಠದ ಮೇಲೆ ಅಧಿಶೋಷಿತ ಕಣಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುವಲ್ಲಿ ಜವಾಬ್ದಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಘಟಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಮಟ್ಟವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಧಿಶೋಷಣೆಯನ್ನು ವಿಶೇಷಣಗೊಳಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಉಷ್ಣ. ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪೃಷ್ಠದ ಉಳಿದ ಬಲಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವಾಗಲೂ ಇಳಿಕೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಪೃಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಉಷ್ಣವಿಸರ್ಜಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ $\Delta \mathrm{H}$ ಯಾವಾಗಲೂ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅನಿಲವು ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದಾಗ, ಅದರ ಅಣುಗಳ ಚಲನೆಯ ಸ್ವಾತಂತ್ರ್ಯವು ನಿರ್ಬಂಧಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ನಂತರ ಅನಿಲದ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, $\Delta \mathrm{S}$ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಇಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿರಲು, ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಅವಶ್ಯಕತೆಯೆಂದರೆ, ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, $\Delta \mathrm{G}$ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು, ಅಂದರೆ, ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಸಮೀಕರಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, $\Delta \mathrm{G}=\Delta \mathrm{H}-\mathrm{T} \Delta \mathrm{S}$, $\Delta \mathrm{G}$ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬಹುದು ಏಕೆಂದರೆ $\Delta \mathrm{H}$ ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಋಣಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ $-\mathrm{T} \Delta \mathrm{S}$ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾದ ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಈ ಎರಡು ಅಂಶಗಳ ಸಂಯೋಗವು $\Delta \mathrm{G}$ ಅನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, $\Delta \mathrm{H}$ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗುತ್ತದೆ ಅಂತಿಮವಾಗಿ $\Delta \mathrm{H}$ $\mathrm{T} \Delta \mathrm{S}$ ಗೆ ಸಮನಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು $\Delta \mathrm{G}$ ಶೂನ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಮತೋಲನವು ಸಾಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

5.1.3 ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ವಿಧಗಳು

ಘನಗಳ ಮೇಲೆ ಅನಿಲಗಳ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ವಿಧಗಳಾಗಿವೆ. ದುರ್ಬಲ ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳ ಖಾತೆಯ ಮೇಲೆ ಘನದ ಪೃಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಸಂಚಯನ ಸಂಭವಿಸಿದರೆ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯನ್ನು ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಅಥವಾ ಫಿಸಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಅಣುಗಳು ಅಥವಾ ಪರಮಾಣುಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಘನ ಪೃಷ್ಠಕ್ಕೆ ಬಂಧಿತವಾದಾಗ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಅಥವಾ ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳು ಸಹಸಂಯೋಜಕ ಅಥವಾ ಅಯಾನಿಕ್ ಸ್ವಭಾವದ್ದಾಗಿರಬಹುದು. ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದ ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಈ ಎರಡೂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಸುಲಭವಲ್ಲ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಆಗಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಡೈಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಮೊದಲು ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳಿಂದ ನಿಕೆಲ್ನಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಅಣುಗಳು ನಂತರ ವಿಭಜನೆಯಾಗಿ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಅವು ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಮೂಲಕ ಪೃಷ್ಠದ ಮೇಲೆ ಹಿಡಿದಿಡಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಎರಡೂ ವಿಧದ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕೆಳಗೆ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಫಿಸಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ನ ಲಕ್ಷಣಗಳು

(i) ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯ ಅಭಾವ: ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳು ಸಾರ್ವತ್ರಿಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅಧಿಶೋಷಕದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪೃಷ್ಠವು ಯಾವುದೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಆದ್ಯತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

(ii) ಅಧಿಶೋಷಿತದ ಸ್ವಭಾವ: ಘನದಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣವು ಅನಿಲದ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಸುಲಭವಾಗಿ ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಅನಿಲಗಳು (ಅಂದರೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ) ಸುಲಭವಾಗಿ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನಗಳ ಬಳಿ ಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದ ಇದ್ದಲಿನ $1 \mathrm{~g}$ ಮೀಥೇನ್ಗಿಂತ (ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನ 190K) ಹೆಚ್ಚು ಸಲ್ಫರ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು (ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನ 630K) ಅಧಿಶೋಷಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಇನ್ನೂ ಡೈಹೈಡ್ರೊಜನ್ನ $4.5 \mathrm{~mL}$ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ (ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನ $33 \mathrm{~K}$)..

(iii) ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಬಹುದಾದ ಸ್ವಭಾವ: ಘನದಿಂದ ಅನಿಲದ ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಬಹುದಾದದ್ದಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ,

$$ \text { Solid }+ \text { Gas } \rightleftharpoons \text { Gas } / \text { Solid }+ \text { Heat } $$

ಅನಿಲದ ಪರಿಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ (ಲೆ-ಚಾಟೆಲಿಯರ್ನ ತತ್ವ) ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅನಿಲವು ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅನಿಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಅಧಿಶೋಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಉಷ್ಣವಿಸರ್ಜಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಲೆ-ಚಾಟೆಲಿಯರ್ನ ತತ್ವ).

(iv) ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ: ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಮಟ್ಟವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸುರಂಗಮಾರ್ಗ ವಸ್ತುಗಳು ಉತ್ತಮ ಅಧಿಶೋಷಕಗಳಾಗಿವೆ.

(v) ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ: ನಿಸ್ಸಂದೇಹವಾಗಿ, ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಉಷ್ಣವಿಸರ್ಜಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಅದರ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯು ಸಾಕಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (20– 40 kJ mol-1). ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಘನ ಪೃಷ್ಠದ ನಡುವಿನ ಆಕರ್ಷಣೆಯು ಕೇವಲ ದುರ್ಬಲ ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳಿಂದ ಮಾತ್ರವಾಗಿದೆ.

ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ನ ಲಕ್ಷಣಗಳು

(i) ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆ: ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಅಧಿಶೋಷಕ ಮತ್ತು ಅಧಿಶೋಷಿತದ ನಡುವೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧನದ ಕೆಲವು ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದ್ದರೆ ಮಾತ್ರ ಅದು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಕ್ಸೈಡ್ ರಚನೆಯ ಗುಣದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಲೋಹಗಳ ಮೇಲೆ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೈಡ್ ರಚನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಸಂಕ್ರಮಣ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾಗುತ್ತದೆ.

(ii) ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗದ ಸ್ವಭಾವ: ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಸಂಯುಕ್ತ ರಚನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದರಿಂದ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗದ ಸ್ವಭಾವದ್ದಾಗಿದೆ. ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಕೂಡ ಉಷ್ಣವಿಸರ್ಜಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬಹಳ ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳಂತೆ, ಅಧಿಶೋಷಣೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಾಪಮಾನದ ಏರಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ಫಿಸಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಆಗಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವು ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ.

(iii) ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ: ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯಂತೆ, ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ ಕೂಡ ಅಧಿಶೋಷಕದ ಪೃಷ್ಠ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

(iv) ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ: ಕೆಮಿಸಾರ್ಪ್ಷನ್ನ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ (80-240 kJ mol-1) ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧ ರಚನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

5.1.4 ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಸಮೋಷ್ಣರೇಖೆಗಳು

ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಅಧಿಶೋಷಕದಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಸಮೋಷ್ಣರೇಖೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಮೂಲಕ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು.

ಫ್ರೆಂಡ್ಲಿಚ್ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯ ಸಮೋಷ್ಣರೇಖೆ: ಫ್ರೆಂಡ್ಲಿಚ್, 1909 ರಲ್ಲಿ, ಘಟಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಘನ ಅಧಿಶೋಷಕದಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡದ ನಡುವಿನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ನೀಡಿದರು. ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು:

$$ \begin{equation*} \frac{x}{m}=k \cdot p^{1 / n}(n>1) \tag{5.1} \end{equation*} $$

ಇಲ್ಲಿ x ಎಂಬುದು P ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ m ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಅಧಿಶೋಷಕದ ಮೇಲೆ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ, k ಮತ್ತು n ಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಧಿಶೋಷಕ ಮತ್ತು ಅನಿಲದ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ. ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ವಕ್ರರೇಖೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಗ್ರಾಂ ಅಧಿಶೋಷಕದಿಂದ ಅಧಿಶೋಷಿತವಾದ ಅನಿಲದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಒತ್ತಡದ ವಿರುದ್ಧ (ಚಿತ್ರ 5.1) ರೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಭೌತಿಕ ಅಧಿಶೋಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸಂತೃಪ್ತತೆಯನ್ನು ತಲುಪುವಂತೆ ತೋರುತ್ತವೆ. ಸಮೀಕರಣ (5.1) ನ ಲಾಗರಿಥಮ್ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು

$$ \begin{equation*} \log \frac{x}{m}=\log k+\frac{1}{n} \log p \tag{5.2} \end{equation*} $$

ಫ್ರೆಂಡ್ಲಿಚ್ ಸಮೋಷ್ಣರೇಖೆಯ ಮಾನ್ಯತೆಯನ್ನು $\log \frac{x}{m}$ ಅನ್ನು $y$-ಅಕ್ಷದ (ಆರ್ಡಿನೇಟ್) ಮೇಲೆ ಮತ್ತು $\log p$ ಅನ್ನು $\mathrm{x}$-ಅಕ್ಷದ (ಅಬ್ಸಿಸ್ಸಾ) ಮೇಲೆ ರೇಖಿಸುವ