യൂണിറ്റ് 5 ഉപരിതല രസതന്ത്രം (പരിശീലനങ്ങൾ)-നീക്കം ചെയ്തത്

ഉത്തരം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ എന്നത് ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെയോ ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെയോ ഉപരിതലത്തിൽ മാത്രമായി അണുകൾ സമാഹരിക്കുന്ന ഒരു ഉപരിതല ഘടകമാണ്. ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന വസ്തുവിനെ ‘ആഡ്‌സോർബേറ്റ്’ എന്നും ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ നടക്കുന്ന ഉപരിതലമുള്ള വസ്തുവിനെ ‘ആഡ്‌സോർബന്റ്’ എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഇവിടെ, ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ആഡ്‌സോർബേറ്റിന്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നു. ആഡ്‌സോർപ്ഷനിൽ, വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ മാത്രമായി അതിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടുന്നു. ഇത് ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെയോ ദ്രാവകത്തിന്റെയോ ആന്തരഭാഗത്തേക്ക് കടക്കുന്നില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്മൾ ഒരു ചോക്ക് കഷണം മഷി ലായനിയിൽ മുക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ ഉപരിതലം മാത്രമേ നിറമുള്ളതായിരിക്കൂ. ചോക്ക് കഷണം പൊട്ടിച്ചാൽ, അതിന്റെ അകത്ത് വെള്ള നിറമുള്ളതായിരിക്കും എന്ന് കാണാം.

മറുവശത്ത്, ആബ്‌സോർപ്ഷൻ എന്നത് ഒരു ആന്തര ഘടകമാണ്. ആബ്‌സോർപ്ഷനിൽ, വസ്തുവിന്റെ ആന്തരഭാഗത്ത് മുഴുവൻ ഒരേപോലെ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

ഉത്തരം

ഉത്തരം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഒരു ഉപരിതല ഘടകമാണ്. അതിനാൽ, ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിന് നേരിട്ട് അനുപാതത്തിലാണ്. നന്നായി വിഭജിച്ച വസ്തുവിന് വലിയ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്. ഫിസിസോർപ്ഷനും കെമിസോർപ്ഷനും ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ വർദ്ധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, നന്നായി വിഭജിച്ച വസ്തു നല്ല ആഡ്‌സോർബന്റായി പെരുമാറുന്നു.

ഉത്തരം

ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ വാതകം ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യുന്ന നിരക്കിനെ ബാധിക്കുന്ന വിവിധ ഘടകങ്ങളുണ്ട്.

(1) വാതകത്തിന്റെ സ്വഭാവം:

$\mathrm{NH_3}, \mathrm{HCl}$ പോലുള്ള എളുപ്പത്തിൽ ദ്രാവകമാകാവുന്ന വാതകങ്ങൾ, $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{O_2}$ പോലുള്ള വാതകങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വലിയ തോതിൽ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇതിന് കാരണം എളുപത്തിൽ ദ്രാവകമാകാവുന്ന വാതകങ്ങളിൽ വാൻഡർവാൾസ് ബലങ്ങൾ കൂടുതൽ ശക്തമാണെന്നതാണ്.

(2) ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം

ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം കൂടിയത്ര, വാതകത്തിന്റെ ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ കൂടുതലായിരിക്കും.

(3) മർദ്ദത്തിന്റെ ഫലം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ തിരിച്ചെടുക്കാവുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, അതിനാൽ മർദ്ദം കുറയുന്നു. അതിനാൽ, മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ വർദ്ധിക്കുന്നു.

(4) താപനിലയുടെ ഫലം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഒരു എക്‌സോതെർമിക് പ്രക്രിയയാണ്. അതിനാൽ, ലെ-ഷാറ്റലിയെയുടെ തത്ത്വം അനുസരിച്ച്, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ ആഡ്‌സോർപ്ഷന്റെ അളവ് കുറയുന്നു.

ഉത്തരം

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ ആഡ്‌സോർപ്ഷന്റെ അളവ് $\left(\frac{x}{m}\right)$ വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം $(P)$ എന്നിവയ്ക്കിടയിലെ ഗ്രാഫ് ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഐസോതെർമെന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.

ഫ്രോണ്ട്ലിഷ് ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഐസോതെർമ്:

ഫ്രോണ്ട്ലിഷ് ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഐസോതെർമ് ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ ഘന ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഏകദേശ ഭാരം വഴി ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന വാതകത്തിന്റെ അളവും മർദ്ദവും തമ്മിലുള്ള അനുഭവപരമായ ബന്ധം നൽകുന്നു.

നൽകിയിരിക്കുന്ന ഗ്രാഫിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാകുന്നത്, മർദ്ദം $P_{\mathrm{s}}, \frac{x}{m}$ എത്തുമ്പോൾ പരമാവധി മൂല്യം എത്തുന്നു. $P \mathrm{~s}$ എന്നത് സാച്ചുറേഷൻ മർദ്ദം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. ഇപ്പോൾ ഗ്രാഫിൽ നിന്ന് മൂന്ന് സാഹചര്യങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു.

സാഹചര്യം I- കുറഞ്ഞ മർദ്ദത്തിൽ:

ഗ്രാഫ് നേരും ചരിവുള്ള നേരിയ രേഖയാണ്, ഇത് മർദ്ദം $\frac{x}{m}$ ന് നേരിട്ട് അനുപാതത്തിലാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അതായത് $\frac{x}{m} \alpha P$.

$$ \frac{x}{m}=k P \quad(k \text { is a constant }) $$

സാഹചര്യം II- കൂടിയ മർദ്ദത്തിൽ:

മർദ്ദം സാച്ചുറേഷൻ മർദ്ദം കവിയുമ്പോൾ, $\frac{x}{m}$ $\mathrm{P}$ മൂല്യങ്ങളിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമാകുന്നു.

$$ \begin{aligned} & \frac{x}{m} \alpha P^{\circ} \\ & \frac{x}{m}=k P^{\circ} \end{aligned} $$

സാഹചര്യം III- ഇടനില മർദ്ദത്തിൽ:

ഇടനില മർദ്ദത്തിൽ, $\frac{x}{m}$ 0 ഉം 1 ഉം തമ്മിലുള്ള ശക്തികളിൽ ഉയർത്തിയ $P$ നെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ ബന്ധം ഫ്രോണ്ട്ലിഷ് ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഐസോതെർമെന്നറിയപ്പെടുന്നു.

$$ \begin{aligned} & \frac{x}{m} \alpha P^{\frac{1}{n}} \\ & \frac{x}{m}=k P^{\frac{1}{n}} \quad n>1 \end{aligned} $$

ഇപ്പോൾ, ലോഗ് എടുക്കുന്നു:

$$ \log \frac{x}{m}=\log k+\frac{1}{n} \log P $$

log $\left(\frac{x}{m}\right)$ ഉം $\log P$ ഉം തമ്മിലുള്ള ഗ്രാഫ് വരച്ചാൽ, $\frac{1}{n}$ എന്ന തുല്യമായ ചരിവും $\log \mathrm{k}$ എന്ന ഇന്റർസെപ്റ്റും ഉള്ള നേരിയ രേഖ ലഭിക്കുന്നു.

ഉത്തരം

ഒരു ആഡ്‌സോർബന്റ് ആക്ടിവേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യുന്ന ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. ആഡ്‌സോർബന്റ് ആക്ടിവേറ്റ് ചെയ്യാനുള്ള ചില മാർഗങ്ങൾ:

(i) ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ. ഇത് ചെറിയ കഷണങ്ങളായി പൊട്ടിച്ചോ പൊടിയാക്കിയോ ചെയ്യാം.

(ii) ചില പ്രത്യേക ചികിത്സകൾ ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ആക്ടിവേഷനിലേക്ക് നയിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, വുഡ് ചാര്കോൾ $650 \mathrm{~K}$ ഉം $1330 \mathrm{~K}$ ഉം തമ്മിൽ വാക്വത്തിൽ അല്ലെങ്കിൽ വായുവിൽ ചൂടാക്കി ആക്ടിവേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. ഇതിലൂടെ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെട്ടതോ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെട്ടതോ ആയ എല്ലാ വാതകങ്ങളും പുറത്തേക്ക് പോകുകയും അതിനാൽ വാതകങ്ങൾ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യാനുള്ള സ്ഥലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉത്തരം

വ്യത്യസ്തഘട്ട ഉത്തേജനം:

ഉത്തേജകവും പ്രതിപ്രവർത്തകങ്ങളും വ്യത്യസ്ത ഘട്ടങ്ങളിലുള്ള ഒരു ഉത്തേജന പ്രക്രിയയെ വ്യത്യസ്തഘട്ട ഉത്തേജനമെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഈ വ്യത്യസ്തഘട്ട ഉത്തേജന പ്രവർത്തനം ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വിശദീകരിക്കാം. ഉത്തേജനത്തിന്റെ യന്ത്രം താഴെപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:

(i) ഉത്തേജക ഉപരിതലത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തക അണുക്കളുടെ ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ.

(ii) ഒരു ഇടനില സൃഷ്ടിക്കുന്നതിലൂടെ രാസപ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നു.

(iii) ഉത്തേജക ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഡിസോർപ്ഷൻ

(iv) ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉത്തേജകത്തിൽ നിന്ന് അകന്ന് പോകുന്നത്.

ഈ പ്രക്രിയയിൽ, പ്രതിപ്രവർത്തകങ്ങൾ സാധാരണയായി വാതകാവസ്ഥയിലും ഉത്തേജകം ഘനാവസ്ഥയിലുമാണ്. പിന്നീട് വാതക അണുക്കൾ ഉത്തേജകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഉത്തേജകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്കും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത്തരം പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ഉത്തേജകത്തോട് വളരെ കുറച്ച് ആകർഷണമേ ഉള്ളൂ, അതിനാൽ അവ വേഗത്തിൽ ഡിസോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതിലൂടെ മറ്റ് പ്രതിപ്രവർത്തകങ്ങൾക്കായി ഉപരിതലം സ്വതന്ത്രമാകുന്നു.

ഉത്തരം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ എപ്പോഴും എക്‌സോതെർമിക് ആണ്. ഈ പ്രസ്താവന രണ്ട് വഴികളിൽ വിശദീകരിക്കാം.

(i) ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ അവശേഷിക്കുന്ന ബലങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നു. ഇത് ആഡ്‌സോർബന്റിന്റെ ഉപരിതല ഊർജ്ജം കുറയ്ക്കുന്നു. അതിനാൽ, ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ എപ്പോഴും എക്‌സോതെർമിക് ആണ്.

(ii) ആഡ്‌സോർപ്ഷന്റെ $\Delta H$ എപ്പോഴും നെഗറ്റീവാണ്. ഒരു വാതകം ഘനദ്രവ്യത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ, അതിന്റെ ചലനം പരിമിതപ്പെടുന്നതിനാൽ വാതകത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പി കുറയുന്നു, അതായത് $\Delta S$ നെഗറ്റീവാണ്. ഇപ്പോൾ ഒരു പ്രക്രിയ സ്വതന്ത്രമാകാൻ, $\Delta G$ നെഗറ്റീവായിരിക്കണം.

$\therefore \Delta G=\Delta H-T \Delta S$

$\Delta S$ നെഗറ്റീവായിരിക്കുന്നതിനാൽ, $\Delta H$ നെഗറ്റീവായിരിക്കണം, $\Delta G$ നെഗറ്റീവാക്കാൻ. അതിനാൽ, ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ എപ്പോഴും എക്‌സോതെർമിക് ആണ്.

ഉത്തരം

വ്യാപ്തമായ ഘട്ടങ്ങളുടെയും വ്യാപ്ത മാധ്യമത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ കോളോയിഡുകൾ തരംതിരിക്കുന്നത് ഒരു മാനദണ്ഡമാണ്. വ്യാപ്തമായ ഘട്ടവും വ്യാപ്ത മാധ്യമവും (ഘനം, ദ്രാവകം, അല്ലെങ്കിൽ വാതകം) ആയിരിക്കുന്ന തരത്തിനനുസരിച്ച് എട്ട് തരം കോളോയിഡൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം.

ഉത്തരം

മർദ്ദത്തിന്റെ ഫലം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ തിരിച്ചെടുക്കാവുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, അതിനാൽ മർദ്ദം കുറയുന്നു. അതിനാൽ, മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ വർദ്ധിക്കുന്നു.

താപനിലയുടെ ഫലം

ആഡ്‌സോർപ്ഷൻ ഒരു എക്‌സോതെർമിക് പ്രക്രിയയാണ്. അതിനാൽ, ലെ-ഷാറ്റലിയെയുടെ തത്ത്വം അനുസരിച്ച്, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ ആഡ്‌സോർപ്ഷന്റെ അളവ് കുറയുന്നു.

ഉത്തരം

(i) ലയോഫിലിക് സോളുകൾ:

ഗം, ജെലാറ്റിൻ, സ്റ്റാർച്ച് തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ അനുയോജ്യമായ ദ്രാവകം (വ്യാപ്ത മാധ്യമം) ചേർത്ത് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന കോളോയിഡൽ സോളുകൾ ലയോഫിലിക് സോളുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ സോളുകൾ തിരിച്ചെടുക്കാവുന്നതാണ്, അതായത്, സോളിന്റെ രണ്ട് ഘടകങ്ങളും ഏതെങ്കിലും മാർഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് (ഉദാ: ബാഷ്പീകരണം) വേർതിരിക്കപ്പെട്ടാൽ, വ്യാപ്ത മാധ്യമം വ്യാപ്ത ഘട്ടവുമായി ചേർത്ത് കുലുക്കി മിക്സ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ സോൾ വീണ്ടും തയ്യാറാക്കാം.

(ii) ലയോഫോബിക് സോളുകൾ:

ലോഹങ്ങൾ, അവയുടെ സൾഫൈഡുകൾ തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ വ്യാപ്ത മാധ്യമവുമായി ചേർത്താൽ കോളോയിഡൽ സോളുകൾ രൂപപ്പെടുന്നില്ല. അവയുടെ കോളോയിഡൽ സോളുകൾ പ്രത്യേക മാർഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് മാത്രമേ തയ്യാറാക്കാനാവൂ. ഇത്തരം സോളുകൾ ലയോഫോബിക് സോളുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ സോളുകൾ തിരിച്ചെടുക്കാനാവാത്തവയാണ്. ഉദാഹരണം: ലോഹങ്ങളുടെ സോളുകൾ.

ഇപ്പോൾ, ഹൈഡ്രോഫിലിക് സോളുകളുടെ സ്ഥിരത രണ്ട് കാര്യങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു- ചാർജിന്റെ സാന്നിധ്യവും കോളോയിഡൽ കണങ്ങളുടെ സാൽവേഷനും. മറുവശത്ത്, ഹൈഡ്രോഫോബിക് സോളുകളുടെ സ്ഥിരത ചാർജിന്റെ സാന്നിധ്യം മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പിന്നത്തെവയ്ക്ക് മുൻപത്തെവയേക്കാൾ കുറച്ച് സ്ഥിരത മാത്രമേ ഉള്ളൂ. ഹൈഡ്രോഫോബിക് സോളുകളുടെ ചാർജ് നീക്കം ചെയ്യപ്പെട്ടാൽ (ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ചേർക്കുന്നതിലൂടെ), അവയിലെ കണങ്ങൾ അടുത്ത് വരുകയും അഗ്രഗേറ്റുകൾ രൂപപ്പെടുകയും അതിലൂടെ അവ തിട്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉത്തരം

(i) ബഹുഅണുകണ കോളോയിഡുകളിൽ, കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾ $1 \mathrm{~nm}$ നേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വ്യാസമുള്ള അണുകളോ ചെറിയ മോളിക്യൂളുകളോ ചേർന്ന് രൂപപ്പെടുന്ന അഗ്രഗേറ്റുകളാണ്. അഗ്രഗേറ്റിലെ മോളിക്യൂളുകൾ വാൻഡർവാൾസ് ആകർഷണ ബലങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ചേർന്നിരിക്കുന്നു. ഇത്തരം കോളോയിഡുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഗോൾഡ് സോളും സൾഫർ സോളും ഉൾപ്പെടുന്നു.

(ii) മാക്രോഅണുകണ കോളോയിഡുകളിൽ, കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾ കോളോയിഡൽ അളവുകളുള്ള വലിയ മോളിക്യൂളുകളാണ്. ഈ കണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന മോളിക്യൂളാർ ഭാരമുണ്ട്. ഈ കണങ്ങൾ ദ്രാവകത്തിൽ ലയിപ്പിക്കുമ്പോൾ സോൾ ലഭിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്: സ്റ്റാർച്ച്, നൈലോൺ, സെല്ലുലോസ് തുടങ്ങിയവ.

(iii) ചില വസ്തുക്കൾ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ സാധാരണ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളായി പെരുമാറുന്നു. എന്നാൽ, കൂടിയ സാന്ദ്രതയിൽ, അഗ്രഗേറ്റ് കണങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നതിനാൽ ഈ വസ്തുക്കൾ കോളോയിഡൽ ലായനികളായി പെരുമാറുന്നു. ഇത്തരം കോളോയിഡുകൾ അഗ്രഗേറ്റഡ് കോളോയിഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.

ഉത്തരം

എൻസൈമുകൾ അടിസ്ഥാനപരമായി ഉയർന്ന മോളിക്യൂളാർ ഭാരമുള്ള പ്രോട്ടീൻ മോളിക്യൂളുകളാണ്. ഇവ വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിക്കുമ്പോൾ കോളോയിഡൽ ലായനികൾ രൂപപ്പെടുന്നു. ഇവ ജീവിച്ചിരിക്കുന്ന സസ്യങ്ങളും മൃഗങ്ങളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന സങ്കീർണ്ണമായ നൈട്രജൻ അടങ്ങിയ ജൈവ സംയുക്തങ്ങളാണ്. എൻസൈമുകളെ ‘ജൈവരാസ ഉത്തേജകങ്ങൾ’ എന്നും വിളിക്കുന്നു.

എൻസൈം ഉത്തേജനത്തിന്റെ യന്ത്രം:

എൻസൈമുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ, സവിശേഷമായ ആകൃതിയുള്ള വിവിധ കുഴികൾ ഉണ്ട്. ഈ കുഴികൾക്ക് $-\mathrm{NH_2},-\mathrm{COOH}$ തുടങ്ങിയ ആക്ടീവ് ഗ്രൂപ്പുകൾ ഉണ്ട്. പരസ്പര പൂരകമായ ആകൃതിയുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തക അണുക്കൾ കുഴികളിൽ കയറുന്നു, ഒരു താക്കോൾ ഒരു പൂട്ടിൽ കയറുന്നതുപോലെ. ഇത് ആക്ടിവേറ്റഡ് സമുച്ചയത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഈ സമുച്ചയം പിന്നീട് വിഘടിച്ച് ഉൽപ്പന്നം നൽകുന്നു.

അതിനാൽ,

ഘട്ടം 1: $E+S \rightarrow S^{+}$

(ആക്ടിവേറ്റഡ് സമുച്ചയം)

ഘട്ടം 2: $\mathrm{ES}^{+} \rightarrow \mathrm{E}+\mathrm{P}$

ഉത്തരം

കോളോയിഡുകൾ വിവിധ അടിസ്ഥാനങ്ങളിൽ തരംതിരിക്കാം:

(i) ഘടകങ്ങളുടെ വ്യാപ്തമായ അവസ്ഥയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ (ഘടകങ്ങൾ എന്ന് നമ്മൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് വ്യാപ്തമായ ഘട്ടവും വ്യാപ്ത മാധ്യമവുമാണ്). ഘടകങ്ങൾ ഘനം, ദ്രാവകം, അല്ലെങ്കിൽ വാതകം ആണോ എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് നമുക്ക് എട്ട് തരം കോളോയിഡുകൾ ഉണ്ടാകാം.

(ii) വ്യാപ്ത മാധ്യമത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, സോളുകൾ താഴെപ്പറയുന്നവിധം തരംതിരിക്കാം:

(iii) വ്യാപ്തമായ ഘട്ടവും വ്യാപ്ത മാധ്യമവും തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലിന്റെ സ്വഭാവത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, കോളോയിഡുകൾ ലയോഫിലിക് (സോൾവന്റ് ആകർഷിക്കുന്ന) ആയും ലയോഫോബിക് (സോൾവന്റ് തള്ളുന്ന) ആയും തരംതിരിക്കാം.

ഉത്തരം

(i) ഒരു പ്രകാശ കിരണം ഒരു കോളോയിഡൽ ലായനിയിലൂടെ കടത്തുമ്പോൾ, പ്രകാശം ചിതറുന്നത് നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് ടിണ്ടാൾ ഫലം എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രകാശ ചിതറൽ കോളോയിഡൽ ലായനിയിൽ കിരണത്തിന്റെ പാതയെ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നു.

(ii) $\mathrm{NaCl}$ ഫെറിക് ഓക്‌സൈഡ് സോളിലേക്ക് ചേർക്കുമ്പോൾ, അത് $\mathrm{Na}^{+}$ഉം $\mathrm{Cl}^{-}$ഐയോണുകളും നൽകി വിഘടിക്കുന്നു. ഫെറിക് ഓക്‌സൈഡ് സോളിന്റെ കണങ്ങൾ പോസിറ്റീവായി ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, നെഗറ്റീവായി ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ട $\mathrm{Cl}^{-}$ഐയോണുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ അവ കോഗുലേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

(iii) കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾ ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അവ പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് കൈവരിക്കുന്നു. വ്യാപ്ത മാധ്യമത്തിന് തുല്യവും എതിരും ആയ ചാർജ് ഉണ്ട്. ഇത് മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തെയും ന്യൂട്രൽ ആക്കുന്നു. വൈദ്യുത കറന്റിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾ എതിരായി ചാർജ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു. അവ ഇലക്ട്രോഡുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, അവയുടെ ചാർജ് നഷ്ടപ്പെടുകയും കോഗുലേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉത്തരം

വ്യാപ്തമായ ഘട്ടവും വ്യാപ്ത മാധ്യമവും ദ്രാവകങ്ങളായ കോളോയിഡൽ ലായനിയെ എമൽഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രണ്ട് തരം എമൽഷനുകൾ ഉണ്ട്:

(a) വെള്ളത്തിൽ എണ്ണ തരം:

ഇവിടെ, എണ്ണ വ്യാപ്തമായ ഘട്ടമാണ്, വെള്ളം വ്യാപ്ത മാധ്യമമാണ്. ഉദാഹരണം: പാൽ, വാനിഷിംഗ് ക്രീം തുടങ്ങിയവ.

(b) എണ്ണയിൽ വെള്ളം തരം:

ഇവിടെ, വെള്ളം വ്യാപ്തമായ ഘട്ടമാണ്, എണ്ണ വ്യാപ്ത മാധ്യമമാണ്. ഉദാഹരണം: കോൾഡ് ക്രീം, വെണ്ണ തുടങ്ങിയവ.

ഉത്തരം

എമൽഷൻ രൂപപ്പെടുന്ന രണ്ട് ദ്രാവകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസ് ടെൻഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, എമൽസിഫയറുകൾ ഒരു എമൽഷനെ സ്ഥിരത നൽകുന്നു. പോളാർ ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള ദൈർഘ്യമേറിയ മോളിക്യൂളുകൾ എമൽസിഫയറുകളാണ്.

ഉദാഹരണങ്ങൾ: കെയ്സിൻ അല്ലെങ്കിൽ പാൽ പ്രോട്ടീൻ, സോപ്പ്

ഉത്തരം

സോപ്പിന്റെ ശുദ്ധീകരണ പ്രവർത്തനം എമൽസിഫിക്കേഷനും മൈസൽ രൂപീകരണവും കാരണമാകുന്നു. സോപ്പുകൾ അടിസ്ഥാനപരമായി നീളമേറിയ ഫാറ്റി ആസിഡുകളുടെ സോഡിയം, പൊട്ടാസ്യം ഉപ്പുകളാണ്, $\mathrm{R}-\mathrm{COO} \mathrm{Na}^{+}$. മോളിക്യൂളിന്റെ അറ്റത്തുള്ള സോഡിയം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഭാഗം പോളാർ സ്വഭാവമുള്ളതാണ്, അതേസമയം ആൽക്കൈൽ അറ്റം നോൺ-പോളാർ സ്വഭാവമുള്ളതാണ്. അതിനാൽ, ഒരു സോപ്പ് മോളിക്യൂളിൽ ഹൈഡ്രോഫിലിക് (പോളാർ) ഭാഗവും ഹൈഡ്രോഫോബിക് (നോൺ-പോളാർ) ഭാഗവും ഉണ്ട്.

വെള്ളത്തിൽ അഴുക്കുള്ള വസ്തുക്കൾ അടങ്ങിയിരിക്കുമ്പോൾ സോപ്പ് ചേർക്കുമ്പോൾ, സോപ്പ് മോളിക്യൂളുകൾ അഴുക്കുള്ള കണങ്ങളെ ഇങ്ങനെ ചുറ്റിപ്പറ്റുന്നു: അവയുടെ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഭാഗങ്ങൾ അഴുക്കുള്ള മോളിക്യൂളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ഹൈഡ്രോഫിലിക് ഭാഗങ്ങൾ അഴുക്കുള്ള മോളിക്യൂളിൽ നിന്ന് അകന്ന് ചൂണ്ടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് മൈസൽ രൂപീകരണം എന്നറിയപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, പോളാർ ഗ്രൂപ്പ് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നു, നോൺ-പോളാർ ഗ്രൂപ്പ് അഴുക്കുള്ള കണത്തിൽ ലയിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ, ഈ മൈസലുകൾ നെഗറ്റീവായി ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ, അവ കോഗുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നില്ല, അതിനാൽ ഒരു സ്ഥിരമായ എമൽഷൻ രൂപപ്പെടുന്നു.

ഉത്തരം

(i) സൾഫർ ഡൈഓക്‌സൈഡ് ഓക്‌സിജൻ ചേർത്ത് സൾഫർ ട്രൈഓക്‌സൈഡ് ആക്കുന്ന ഓക്‌സിഡേഷൻ. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ Pt ഉത്തേജകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

$ 2 \mathrm{SO_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Pt_{(z)}}} 2 \mathrm{SO_{3(g)}} $

(ii) ഡൈനൈട്രജനും ഡൈഹൈഡ്രജനും ചേർന്ന് അമോണിയ രൂപപ്പെടുന്നത്. ഇത് നന്നായി വിഭജിച്ച ഇരുമ്പിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നടക്കുന്നു.

$ \mathrm{N_{2(g)}}+3 \mathrm{H_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Fe_(\mathrm{s})}} 2 \mathrm{NH_{3(g)}} $

ഈ പ്രക്രിയ ഹാബറിന്റെ പ്രക്രിയ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

(iii) ഓസ്വാൾഡിന്റെ പ്രക്രിയ: പ്ലാറ്റിനത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ അമോണിയയെ നൈട്രിക് ഓക്‌സൈഡാക്കി ഓക്‌സിഡൈസ് ചെയ്യുന്നത്.

$ 4 \mathrm{NH_{3(g)}}+5 \mathrm{O_{2(\mathrm{~g})}} \xrightarrow{\mathrm{Pt_[\mathrm{s})}} 4 \mathrm{NO_{(\mathrm{g})}}+6 \mathrm{H_2} \mathrm{O_{(\mathrm{g})}} $

(iv) Ni യുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വെജിറ്റബിൾ ഓയിലുകളുടെ ഹൈഡ്രജനേഷൻ. $\mathrm{Vegetable ~oil_{(l)}} + \mathrm{H_{2(g)}} \xrightarrow{\mathrm{Ni_{(s)}}} \text{vegetable ghee}_{(s)}$

ഉത്തരം

(a) ഉത്തേജകത്തിന്റെ ആക്ടിവിറ്റി:

ഒരു പ്രത്യേക പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കാനുള്ള ഉത്തേജകത്തിന്റെ കഴിവാണ് അതിന്റെ ആക്ടിവിറ്റി. ഉത്തേജകത്തിന്റെ ആക്ടിവിറ്റി നിശ്ചയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകം കെമിസോർപ്ഷനാണ്. പ്രതിപ്രവർത്തകങ്ങൾ ഉത്തേജകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഡ്‌സോർബ് ചെയ്യപ്പെടുന്നത് വളരെ ശക്തമായതോ വളരെ ദുർബലമായതോ ആകരുത്. ഇത് ഉത്തേജകത്തെ ആക്ടീവ് ആക്കാൻ മതിയായ രീതിയിൽ ശക്തമായിരിക്കണം.

(b) ഉത്തേജകത്തിന്റെ സെലക്ടിവിറ്റി:

ഒരു പ്രത്യേക ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കാൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ നയിക്കാൻ ഉത്തേജകത്തിനുള്ള കഴിവ് ഉത്തേജകത്തിന്റെ സെലക്ടിവിറ്റി എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വ്യത്യസ്ത ഉത്തേജകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, $\mathrm{H_2}$ ഉം $\mathrm{CO}$ ഉം തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നമുക്ക് വ്യത്യസ്ത ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ലഭിക്കാം.

(i) $\mathrm{ CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \xrightarrow{Ni} CH_{4(g)} + H_2O_{(g)}}$

(ii) $\mathrm{CO_{(g)} +2H_{2(g)} \xrightarrow{CuZnO-CrO_2} CH_3OH_{(g)}}$

(iii) $\mathrm{CO_{(\mathrm{g})}}+\mathrm{H_{2(\mathrm{g})}} \xrightarrow{\mathrm{Cu}} \mathrm{HCHO_{(\mathrm{g})}} $

ഉത്തരം

സിയോലൈറ്റുകൾ മൈക്രോ-പോറസ് സ്വഭാവമുള്ള അലുമിനോ-സിലിക്കേറ്റുകളാണ്. സിയോലൈറ്റുകൾക്ക് തേൻക്കൂട്ടിന് സമാനമായ ഘടനയുണ്ട്, ഇത് അവയെ ആകൃതി-സെലക്ടീവ് ഉത്തേജകങ്ങളാക്കുന്നു. അവയിൽ ചില സിലിക്കൺ അണുക്കൾ അലുമിനിയം അണുക്കൾ കൊണ്ട് മാറ്റപ്പെടുന്നതിനാൽ, അവയ്ക്ക് Al-O-Si ഫ്രെയിംവർക്ക് ലഭിക്കുന്നു. സിയോലൈറ്റുകളിൽ നടക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ സിയോലൈറ്റുകളുടെ പോറുകളുടെയും കുഴികളുടെയും വലിപ്പത്തിന് വളരെ സെൻസിറ്റീവാണ്. സിയോലൈറ്റുകൾ പെട്രോകെമിക്കൽ വ്യവസായത്തിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉത്തരം

ഉത്തേജകത്തിന്റെ പോർ ഘടനയിലും പ്രതിപ്രവർത്തകവും ഉൽപ്പന്ന മോളിക്യൂളുകളുടെയും വലിപ്പത്തിലും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഉത്തേജന പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ആകൃതി-സെലക്ടീവ് ഉത്തേജനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, സിയോലൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഉത്തേജനം ആകൃതി-സെലക്ടീവ് ഉത്തേജനമാണ്. സിയോലൈറ്റുകളിൽ ഉള്ള പോർ വലിപ്പം $260-740 \mathrm{pm}$ പരിധിയിലാണ്. അതിനാൽ, ഈ പോർ വലിപ്പത്തിനേക്കാൾ കൂടുതലുള്ള മോളിക്യൂളുകൾക്ക് സിയോലൈറ്റിൽ പ്രവേശിക്കാനാവില്ല, അതിനാൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കില്ല.

ഉത്തരം

(i) ഇലക്ട്രോഫോറസിസ്:

അപ്ലൈ ചെയ്ത വൈദ്യുത ഫീൽഡിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ കോളോയിഡൽ കണങ്ങളുടെ ചലനത്തെ ഇലക്ട്രോഫോറസിസ് എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. പോസിറ്റീവായി ചാർജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ കാഥോഡിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, നെഗറ്റീവായി ചാർജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ ആനോഡിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു. കണങ്ങൾ എതിരായി ചാർജ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ എത്തുമ്പോൾ, അവ ന്യൂട്രൽ ആകുകയും കോഗുലേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

(ii) കോഗുലേഷൻ:

കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾ താഴേക്ക് തിട്ടപ്പെടുന്ന പ്രക്രിയ, അതായത് ഒരു കോളോയിഡ് ഒരു തിട്ടമായി മാറുന്നത് കോഗുലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.

(iii) ഡയാലിസിസ്

ഒരു മെംബ്രെയിൻ വഴി ഡിഫ്യൂഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു കോളോയിഡൽ ലായനിയിൽ നിന്ന് ലയിച്ച വസ്തുവിനെ നീക്കം ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയെ ഡയാലിസിസ് എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയുടെ അടിസ്ഥാന തത്ത്വം അയൺസും ചെറിയ മോളിക്യൂളുകളും മൃഗ മെംബ്രെയിനുകൾക്ക് കടക്കാമെങ്കിലും കോളോയിഡൽ കണങ്ങൾക്ക് കടക്കാനാവില്ല എന്നതാണ്.

(iv) ടിണ്ടാൾ ഫലം:

ഒരു പ്രകാശ കിരണം ഒരു കോളോയിഡൽ ലായനിയിലൂടെ കടത്തുമ്പോൾ, അത് പ്രകാശത്തിന്റെ കോളം പോലെ ദൃശ്യമാകുന്നു. ഇത് ടിണ്ടാൾ ഫലം എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം കോളോയിഡൽ അളവുകളിലുള്ള കണങ്ങൾ എല്ലാ ദിശകളിലും പ്രകാശം ചിതറുന്നതിനാലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്.

ഉത്തരം

എമൽഷനുകളുടെ നാല് ഉപയോഗങ്ങൾ:

(i) സോപ്പുകളുടെ ശുദ്ധീകരണ പ്രവർത്തനം എമൽഷനുകളുടെ രൂപീകരണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

(ii) ആന്തരത്തിൽ കൊഴുപ്പിന്റെ ദഹനം എമൽസിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയയിലൂടെ നടക്കുന്നു.

(iii) ആന്റിസെപ്റ്റിക്‌സും ഡിസ്ഇൻഫെക്ടന്റുകളും വെള്ളത്തിൽ ചേർക്കുമ്പോൾ എമൽഷനുകൾ രൂപപ്പെടുന്നു.

(iv) മരുന്നുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് എമൽസിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉത്തരം

(i) ആൽക്കോസോൾ:

ആൽക്കഹോൾ വ്യാപ്ത മാധ്യമമായും ഘന വസ്തുവായ വ്യാപ്തമായ ഘട്ടമായും ഉള്ള കോളോയിഡൽ ലായനിയെ ആൽക്കോസോൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം: എഥിൽ ആൽക്കഹോളിലെ സെല്ലുലോസ് നൈട്രേറ്റിന്റെ കോളോയിഡൽ സോൾ ഒരു ആൽക്കോസോളാണ്.

(ii) ഏറോസോൾ:

വാതകം വ്യാപ്ത മാധ്യമമായും ഘനം വ്യാപ്തമായ ഘട്ടമായും ഉള്ള കോളോയിഡൽ ലായനിയെ ഏറോസോൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം: മൂടൽമഞ്ഞ്

(iii) ഹൈഡ്രോസോൾ

വെള്ളം വ്യാപ്ത മാധ്യമമായും ഘനം വ്യാപ്തമായ ഘട്ടമായും ഉള്ള കോളോയിഡൽ ലായനിയെ ഹൈഡ്രോസോൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം: സ്റ്റാർച്ച് സോൾ അല്ലെങ്കിൽ ഗോൾഡ് സോൾ

ഉത്തരം

സാധാരണ ഉപ്പ് (ഒരു ജല മാധ്യമത്തിലെ ടൈപ്പിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലോയിഡ്) ബെൻസീൻ മാധ്യമത്തിൽ ഒരു കോളോയിഡായി പെരുമാറുന്നു. അതിനാൽ, ഒരു കോളോയിഡൽ വസ്തു വസ്തുക്കളുടെ വേറിട്ട കൂട്ടമല്ല എന്ന് നമുക്ക് പറയാം. ലയിപ്പിച്ച വസ്തുവിന്റെ കണത്തിന്റെ വലിപ്പം $1 \mathrm{~nm}$ ഉം $1000 \mathrm{~nm}$ ഉം തമ്മിലുള്ള ഇടത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ, അത് ഒരു കോളോയിഡായി പെരുമാറുന്നു.

അതിനാൽ, നമുക്ക് പറയാം കോളോയിഡ് ഒരു വസ്തുവല്ല, വസ്തുവിന്റെ അവസ്ഥയാണ്, അത് കണത്തിന്റെ വലിപ്പത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. കോളോയിഡൽ അവസ്ഥ ഒരു യഥാർത്ഥ ലായനിയും ഒരു സസ്പെൻഷനും തമ്മിലുള്ള ഇടത്തിലാണ്.