Colloids, Emulsion, Gel and Their properties with application Questions in Gujarati

(A) વિખેરાયેલ કલા અને વિતરણ માધ્યમના આધારે કોલોઇડલ સિસ્ટમનું વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ પ્રવાહીમાં વિખેરાયેલ ઘન ને સોલ $(IV)$ કહેવાય છે.
$(B)$ પ્રવાહીમાં વિખેરાયેલ પ્રવાહી ને પાયસ $(I)$ કહેવાય છે.
$(C)$ પ્રવાહીમાં વિખેરાયેલ વાયુ ને ફીણ $(II)$ કહેવાય છે.
$(D)$ ઘનમાં વિખેરાયેલ પ્રવાહી ને જેલ $(III)$ કહેવાય છે.
તેથી, સાચી જોડ $(A-IV, B-I, C-II, D-III)$ છે.

(B) જેલીમાં, વિક્ષિપ્ત કલા $liquid$ (પ્રવાહી) છે અને વિક્ષેપન માધ્યમ $solid$ (ઘન) છે.
આમ, તે $liquid$ (પ્રવાહી) નું $solid$ (ઘન) માં બનેલું કલિલ દ્રાવણ છે.

(C) ગોલ્ડનું કલીલ દ્રાવણ ત્યારે મળે છે જ્યારે વિક્ષેપિત કલા ઘન હોય અને વિક્ષેપન માધ્યમ પ્રવાહી હોય.
ધાતુઓ જેવા પદાર્થોને માત્ર પાણીના સંપર્કમાં લાવવાથી કલીલ અવસ્થામાં લાવી શકાતા નથી, તેથી આ હેતુ માટે ખાસ પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવે છે.
આથી, તેમને હાઇડ્રોફોબિક અથવા લાયોફોબિક કલીલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) લાયોફોબિક કલિલ એ દ્રાવક-વિરોધી કલિલ છે જેમાં વિક્ષેપિત કલાને વિક્ષેપન માધ્યમ માટે ખૂબ ઓછું અથવા બિલકુલ આકર્ષણ હોતું નથી.
$Gold \ sol$ એ લાયોફોબિક સોલનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે કારણ કે સોનાના કણોને પાણીના વિક્ષેપન માધ્યમ માટે ખૂબ ઓછું આકર્ષણ હોય છે, જેના કારણે તે અસ્થિર હોય છે અને સરળતાથી સ્કંદન પામે છે.

(B) સોડિયમ લોરિલ સલ્ફેટ $(CH_3(CH_2)_{11}SO_4^-Na^+)$ એ એક આયનિક સર્ફેક્ટન્ટ છે.
તે લાંબી હાઇડ્રોફોબિક હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા અને હાઇડ્રોફિલિક આયનિક હેડ ધરાવે છે.
પાણીમાં, આ અણુઓ ક્રિટિકલ મિસેલ કોન્સન્ટ્રેશન $(CMC)$ થી ઉપર આયનિક મિસેલ્સ બનાવવા માટે એકત્રિત થાય છે.

(A) Bredig's Arc (વિદ્યુતીય વિઘટન) પદ્ધતિનો ઉપયોગ સોનું, ચાંદી, પ્લેટિનમ વગેરે જેવી ધાતુઓના કલીલ સોલ તૈયાર કરવા માટે થાય છે.
આ પદ્ધતિમાં, વિક્ષેપન માધ્યમમાં ડૂબેલા ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે.
ઉત્પન્ન થતી તીવ્ર ગરમી ધાતુનું બાષ્પીભવન કરે છે, જે પછી કલીલ કદના કણો બનાવવા માટે ઘટ્ટ થાય છે.
ધાતુના સોલ સામાન્ય રીતે વિક્ષેપન માધ્યમમાંથી ઋણાયનોના પસંદગીયુક્ત અધિશોષણને કારણે ઋણ વીજભાર પ્રાપ્ત કરે છે.

(D) એન્ટિમની સલ્ફાઇડ $(Sb_2S_3)$ સોલ એ ઋણભારિત સોલ છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ સક્રિય આયન (કોલોઇડલ કણોથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતો આયન) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
ઋણભારિત સોલ માટે, ધન આયનની સંયોજકતા વધવાની સાથે સ્કંદન શક્તિ વધે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં ધન આયનો છે:
$A) Na^+$ (સંયોજકતા $1$)
$B) Ca^{2+}$ (સંયોજકતા $2$)
$C) NH_4^+$ (સંયોજકતા $1$)
$D) Al^{3+}$ (સંયોજકતા $3$)
$Al^{3+}$ ની સંયોજકતા સૌથી વધુ $(3)$ હોવાથી, તે ઋણભારિત $Sb_2S_3$ સોલ માટે સૌથી અસરકારક સ્કંદનકર્તા છે.

(C) સ્કંદન મૂલ્ય એટલે સોલના સ્કંદન માટે જરૂરી વિદ્યુતવિભાજ્યની લઘુત્તમ સાંદ્રતા (મિલીમોલ પ્રતિ લિટર).
$NaCl$ ના મિલીમોલની સંખ્યા $= \text{મોલારિટી} \times \text{કદ (mL માં)} = 0.5 \ M \times 10 \ mL = 5 \ \text{મિલીમોલ}$.
આ જથ્થો $1 \ L$ $Sb_2S_3$ સોલને સ્કંદિત કરવા માટે જરૂરી હોવાથી, સ્કંદન મૂલ્ય $5 \ \text{મિલીમોલ/L}$ છે.

(D) ટિન્ડલ અસર એ કલીલ કણો દ્વારા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન છે.
વિધાન $(I)$ સાચું છે: તે સાચા દ્રાવણ અને કલીલ દ્રાવણ વચ્ચે તફાવત કરવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
વિધાન $(II)$ સાચું છે: પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન વિક્ષેપિત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમના વક્રીભવનાંકના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
વિધાન $(III)$ ખોટું છે: ટિન્ડલ અસર ત્યારે જોવા મળે છે જ્યારે વિક્ષેપિત કણોનો વ્યાસ વપરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતા ઘણો નાનો ન હોય; જો કણો ખૂબ નાના હોય, તો તેઓ પ્રકાશનું અસરકારક રીતે પ્રકીર્ણન કરતા નથી.
તેથી, વિધાનો $(I)$ અને $(II)$ સાચા છે.

(C) $Hardy-Schulze$ ના નિયમ મુજબ, આયનની સ્કંદન શક્તિ તેના પરના વીજભારના મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$As_2S_3$ સોલ એ ઋણ વીજભારિત કલિલ છે.
ઋણ વીજભારિત સોલનું સ્કંદન કરવા માટે ધન વીજભારિત આયનની જરૂર પડે છે.
કેશનની સ્કંદન શક્તિનો ક્રમ: $Al^{3+} > Ba^{2+} > Na^+$.
આપેલા વિકલ્પોમાં, $FeCl_3$ એ $Fe^{3+}$ આયનો આપે છે, જેનો ધન વીજભાર $(+3)$ એ $Ca^{2+}$ $(+2)$ અને $Na^+$ $(+1)$ કરતા વધારે છે.
તેથી, $FeCl_3$ સૌથી અસરકારક સ્કંદનકર્તા છે.

(C) ટિન્ડલ અસર કલિલ દ્રાવણોમાં જોવા મળે છે જ્યાં કણો પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરવા માટે પૂરતા મોટા હોય છે.
ખાંડનું દ્રાવણ એ સાચું દ્રાવણ છે, કલિલ દ્રાવણ નથી, કારણ કે દ્રાવ્યના કણો આણ્વિય કદના $(< 1 \ nm)$ હોય છે અને તે પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કરવા માટે ખૂબ નાના હોય છે.
તેથી, તે ટિન્ડલ અસર દર્શાવતું નથી.

(D) ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય એટલે કલિલના સ્કંદન માટે જરૂરી વિદ્યુતવિભાજ્યની ન્યૂનતમ સાંદ્રતા ($mmol \ L^{-1}$ માં).
આપેલ છે: કલિલનું કદ $= 200 \ mL$, $HCl$ નું દળ $= 0.73 \ g$.
$HCl$ નું આણ્વીય દળ $= 36.5 \ g \ mol^{-1}$.
$HCl$ ના મોલ $= \frac{0.73 \ g}{36.5 \ g \ mol^{-1}} = 0.02 \ mol = 20 \ mmol$.
$200 \ mL$ કલિલ માટે $20 \ mmol$ $HCl$ જરૂરી છે, તેથી $1000 \ mL$ $(1 \ L)$ માટે જરૂરી જથ્થો:
ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય $= \frac{20 \ mmol}{200 \ mL} \times 1000 \ mL = 100 \ mmol \ L^{-1}$.
આમ, ફ્લોક્યુલેશન મૂલ્ય $100$ છે.

(D) $DC$ વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ કલિલ કણોની ગતિને $Electrophoresis$ (વિદ્યુતકણ સંચલન) કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે કલિલ દ્રાવણમાં ડૂબેલા બે પ્લેટિનમ વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચે વિદ્યુત સ્થિતિમાન લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કલિલ કણો તેમના પર રહેલા વીજભારના આધારે કોઈ એક વિદ્યુતધ્રુવ તરફ ગતિ કરે છે.

(D) $Hardy-Schulze$ ના નિયમ મુજબ, વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ સક્રિય આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
ઋણભારિત કલિલ માટે, ધન આયનોની સ્કંદન શક્તિ તેમની સંયોજકતાના ક્રમમાં હોય છે: $Al^{3+} > Ba^{2+} = Mg^{2+} > Na^+$.
તેથી, $MgCl_2 = BaCl_2 > NaCl$ એ સાચો ક્રમ છે.

(B) $Sb_2S_3$ સોલ એ ઋણ વીજભારિત સોલ છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, ઉમેરવામાં આવતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટના વિરુદ્ધ વીજભારિત આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે, તેટલું જ કોગ્યુલેશન ઝડપી થાય છે.
આ સિદ્ધાંત સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો પર આધારિત છે.
ફ્લોક્યુલેટિંગ આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે, તેટલી તેની કોગ્યુલેશન શક્તિ વધારે.
કેટાયનોની સંયોજકતાની સરખામણી કરતા:
$Al^{3+} > Ca^{2+} > Na^{+} = NH_4^{+}$
તેથી, $Al_2(SO_4)_3$ એ સૌથી અસરકારક કોગ્યુલેટિંગ એજન્ટ છે કારણ કે તે સૌથી વધુ સંયોજકતા ધરાવતો $Al^{3+}$ આયન આપે છે.

(D) $Fe(OH)_3$ એ ધન વીજભારિત સોલ છે. હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ તેના કણોના વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$Fe(OH)_3$ ધન વીજભારિત હોવાથી, તેને સ્કંદન માટે ઋણ આયનની જરૂર પડે છે.
આપેલ વિદ્યુતવિભાજ્યોનું આયનીકરણ નીચે મુજબ થાય છે:
$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$
$Na_3[Fe(CN)_6] \rightarrow 3Na^+ + [Fe(CN)_6]^{3-}$
$Cr(OH)_3$ અને $Al(OH)_3$ અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ છે.
ઋણ આયનોની સંયોજકતાની સરખામણી કરતા, $[Fe(CN)_6]^{3-}$ ની સંયોજકતા $3$ છે, જ્યારે $SO_4^{2-}$ ની સંયોજકતા $2$ છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, સ્કંદન કરતા આયનની સંયોજકતા જેટલી વધારે, તેની સ્કંદન શક્તિ તેટલી વધારે.
તેથી, $[Fe(CN)_6]^{3-}$ એ સૌથી અસરકારક સ્કંદન કર્તા છે.
સ્કંદન મૂલ્ય = $\frac{1}{\text{સ્કંદન શક્તિ}}$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ ની સ્કંદન શક્તિ સૌથી વધુ હોવાથી, તેનું સ્કંદન મૂલ્ય સૌથી ઓછું છે, જે તેને શ્રેષ્ઠ અવક્ષેપન કર્તા બનાવે છે.

(B) કોલોઇડની રક્ષણાત્મક શક્તિ તેના ગોલ્ડ નંબરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગોલ્ડ નંબર જેટલો નાનો, રક્ષણાત્મક શક્તિ તેટલી વધારે.
આપેલ ગોલ્ડ નંબર:
જિલેટીન: $5 \times 10^{-3}$
હિમોગ્લોબિન: $5 \times 10^{-2}$
સોડિયમ એસિટેટ: $7 \times 10^{-1}$
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $5 \times 10^{-3} < 5 \times 10^{-2} < 7 \times 10^{-1}$.
તેથી, રક્ષણાત્મક શક્તિનો ક્રમ: જિલેટીન $>$ હિમોગ્લોબિન $>$ સોડિયમ એસિટેટ.

(D) ગોલ્ડ નંબર એટલે રક્ષણાત્મક કલિલનું મિલિગ્રામમાં તે પ્રમાણ, જે $10 \ mL$ પ્રમાણિત ગોલ્ડ સોલના સ્કંદનને રોકવા માટે પૂરતું હોય, જ્યારે તેમાં $1 \ mL$ $10 \% \ NaCl$ દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે.
આપેલ છે કે $100 \ mL$ ગોલ્ડ સોલને સુરક્ષિત કરવા માટે $10^{-4} \ g$ જિલેટીન જરૂરી છે.
જિલેટીનનું દળ મિલિગ્રામમાં ફેરવતા: $10^{-4} \ g = 10^{-4} \times 1000 \ mg = 0.1 \ mg$.
ચૂકી $0.1 \ mg$ જિલેટીન $100 \ mL$ ગોલ્ડ સોલને સુરક્ષિત કરે છે, તેથી $10 \ mL$ ગોલ્ડ સોલને સુરક્ષિત કરવા માટે જરૂરી જિલેટીનનું પ્રમાણ:
$\frac{0.1 \ mg}{100 \ mL} \times 10 \ mL = 0.01 \ mg$.
આમ, જિલેટીનનો ગોલ્ડ નંબર $0.01$ છે.

(D) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં, $SnO_2$ એ $OH^-$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્ટેનેટ આયનો બનાવે છે, જેનાથી સોલ $[SnO_2] SnO_3^{2-}$ બને છે, જે ઋણ વીજભારિત હોય છે.
એસિડિક માધ્યમમાં, $SnO_2$ એ સપાટી પર $H^+$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Sn^{4+}$ આયનો બનાવે છે, જેનાથી સોલ $[SnO_2] Sn^{4+}$ બને છે, જે ધન વીજભારિત હોય છે.
તેથી, વીજભાર અનુક્રમે ઋણ અને ધન છે.

(B) સિલ્વર સોલનો ઉપયોગ આંખના લોશન તરીકે થાય છે કારણ કે તેમાં એન્ટિસેપ્ટિક ગુણધર્મો હોય છે અને તે આંખના ચેપને મટાડવામાં મદદ કરી શકે છે.
તેથી, વિકલ્પ $(B)$ સાચો જવાબ છે.

(B) $Sb_2S_3$ એ ઋણભારિત સોલ છે. હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સ્કંદન શક્તિ (coagulating power) કોલોઇડલ કણોના વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$Sb_2S_3$ ઋણ સોલ હોવાથી, તેને સ્કંદન માટે ધન આયનની જરૂર પડે છે.
સ્કંદન શક્તિ ધન આયન પરના વીજભારના મૂલ્ય સાથે વધે છે.
ધન આયનોની સંયોજકતા: $Na^+$ $(+1)$, $NH_4^+$ $(+1)$, અને $Al^{3+}$ $(+3)$ છે.
$Al^{3+}$ ની સંયોજકતા સૌથી વધુ હોવાથી, $Al_2(SO_4)_3$ એ સૌથી અસરકારક કોગ્યુલેટિંગ એજન્ટ છે.

(B) સાબુના અણુઓમાં હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષતા) પૂંછડી અને હાઇડ્રોફિલિક (પાણીને આકર્ષતા) શીર્ષ હોય છે.
જ્યારે સાબુને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ ગ્રીસ અથવા ગંદકીના કણોમાં ઓગળી જાય છે, જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક શીર્ષ પાણીમાં રહે છે.
આ ગોઠવણીને કારણે ગોળાકાર ક્લસ્ટરો બને છે જેને મિસેલ કહેવામાં આવે છે.
આમ, મિસેલ એ ગંદકી અથવા ગ્રીસના કણની આસપાસ સાબુના અણુઓનો સમૂહ છે.

(B) $As_2S_3$ એ ઋણભારિત સોલ છે.
હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, વિદ્યુતવિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ કલીલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$As_2S_3$ ઋણ સોલ હોવાથી, ધન આયનો (cations) સ્કંદન માટે જવાબદાર છે.
ધન આયનની સંયોજકતા વધવાની સાથે સ્કંદન શક્તિ વધે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં ધન આયનોની સંયોજકતા: $K^+$ $(KCl)$, $Mg^{2+}$ $(MgSO_4)$, $Al^{3+}$ $(AlCl_3)$ છે.
$Al^{3+}$ ની સંયોજકતા સૌથી વધુ $(+3)$ હોવાથી, તે $As_2S_3$ સોલના સ્કંદન માટે સૌથી વધુ અસરકારક છે.

(B) . ઋણ વીજભારિત સોલ: જ્યારે $FeCl_3$ ને વધારાના $NaOH$ ના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે $OH^-$ આયનોના અધિશોષણને કારણે તે ઋણ વીજભારિત $Fe(OH)_3$ સોલ બનાવે છે. તેથી, $A-III$.
$B$. દૂધ: દૂધ એ પાયસ (પ્રવાહીમાં પ્રવાહી) નું જાણીતું ઉદાહરણ છે. તેથી, $B-I$.
$C$. ગોલ્ડ નંબર: તે લાયોફિલિક કલૉઇડની રક્ષણાત્મક શક્તિનું માપ છે. તેથી, $C-IV$.
$D$. કલૉઇડલ એન્ટિમની: તેનો ઉપયોગ કાલા-આઝાર રોગની સારવારમાં થાય છે. તેથી, $D-II$.
તેથી, સાચી જોડ $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.

(A) પાયસ એ એક એવી કલિલ પ્રણાલી છે જેમાં વિક્ષિપ્ત કલા અને વિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે.
દૂધ એ પાયસનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે જેમાં ચરબીના ટીપાં પાણીમાં વિક્ષિપ્ત થયેલા હોય છે.
જોકે માખણ અને વેનિશિંગ ક્રીમ પણ પાયસ છે, પરંતુ પાઠ્યપુસ્તકોમાં પ્રવાહી-પ્રવાહી કલિલ પ્રણાલી માટે દૂધને સૌથી પ્રમાણભૂત ઉદાહરણ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) $Hardy-Schulze$ ના નિયમ મુજબ, આયનની સ્કંદન શક્તિ તે આયન પરના વીજભારના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે.
$Fe(OH)_{3}$ સોલ એ ધન વીજભારિત સોલ છે.
તેથી, સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર ધરાવતો આયન તેના ઉર્ણન માટે સૌથી વધુ અસરકારક રહેશે.
આપેલા આયનોના વીજભારની સરખામણી કરતા:
$PO_{4}^{3-}$ નો વીજભાર $-3$ છે.
$SO_{4}^{2-}$ નો વીજભાર $-2$ છે.
$SO_{3}^{2-}$ નો વીજભાર $-2$ છે.
$NO_{3}^{-}$ નો વીજભાર $-1$ છે.
આમ, $PO_{4}^{3-}$ સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર ધરાવતું હોવાથી, તે $Fe(OH)_{3}$ સોલના ઉર્ણન માટે સૌથી વધુ અસરકારક છે.

(A) વિકલ્પ $(a)$ ખોટો છે કારણ કે કોલોઇડલ સોલ સમાંગ હોતા નથી.
કોલોઇડલ સોલ એ વિક્ષિપ્ત કલા (dispersed phase) અને વિક્ષેપન માધ્યમ (dispersion medium) નું વિષમાંગ મિશ્રણ છે.

(C) ધુમ્મસ એ એક પ્રકારનું કલિલ છે જેમાં પ્રવાહી એ વાયુમાં વિક્ષિપ્ત થયેલું હોય છે.
તેથી, વિક્ષિપ્ત કલા $liquid$ છે અને વિક્ષેપન માધ્યમ $gas$ છે.

(B) $As_{2}S_{3}$ એ ઋણ વીજભારિત સોલ છે. હાર્ડી-શુલ્ઝના નિયમ મુજબ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સ્કંદન શક્તિ સક્રિય આયન (કોલોઇડલ કણોના વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતો આયન) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
ઋણ વીજભારિત સોલ માટે, સ્કંદન શક્તિ ધન આયન પરના વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે વધે છે.
આપેલા આયનો પરના વીજભાર છે: $Na^{+}$ $(+1)$, $Ba^{2+}$ $(+2)$, અને $Al^{3+}$ $(+3)$.
તેથી, સ્કંદન શક્તિનો ક્રમ $Na^{+} < Ba^{2+} < Al^{3+}$ છે.

(D) Hardy-Schulze ના નિયમ મુજબ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટની જમાવવાની શક્તિ સક્રિય આયનની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે (જેનો વીજભાર કોલોઇડલ કણોના વીજભારથી વિરુદ્ધ હોય છે).
ઋણ વીજભારિત $AgI$ સોલ માટે, જમાવવાની શક્તિ ધન આયનો પર આધાર રાખે છે: $Na^{+}$, $Ba^{2+}$, અને $Al^{3+}$.
વીજભારના મૂલ્યમાં વધારા સાથે જમાવવાની શક્તિ વધે છે: $Na^{+} < Ba^{2+} < Al^{3+}$.
જરૂરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો જથ્થો તેની જમાવવાની શક્તિના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી, જરૂરી જથ્થાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $NaNO_{3} > Ba(NO_{3})_{2} > Al(NO_{3})_{3}$.

(C) $1$. નેનો-મટીરીયલ્સને તે પરિમાણોની સંખ્યાના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે નેનોસ્કેલ રેન્જ $(< 100 \text{ nm})$ ની બહાર હોય છે.
$2$. જે પદાર્થની ત્રણેય પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જ $(< 100 \text{ nm})$ ની અંદર હોય છે, તેને શૂન્ય-પરિમાણીય $(0D)$ નેનો-મટીરીયલ કહેવામાં આવે છે, જેમ કે નેનોપાર્ટિકલ્સ અથવા નેનોશેલ્સ.
$3$. નેનોટ્યુબ્સ અને નેનોવાયર્સ એક-પરિમાણીય $(1D)$ નેનો-મટીરીયલ્સ છે (તેમના બે પરિમાણો $< 100 \text{ nm}$ હોય છે).
$4$. પાતળી ફિલ્મો દ્વિ-પરિમાણીય $(2D)$ નેનો-મટીરીયલ્સ છે (તેનું એક પરિમાણ $< 100 \text{ nm}$ હોય છે).
$5$. તેથી, નેનોશેલ્સ સાચો જવાબ છે.

(D) નેનોપાર્ટિકલ્સ એવા પદાર્થો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેનો ઓછામાં ઓછો એક પરિમાણ $1-100 \text{ nm}$ ની શ્રેણીમાં હોય છે. જોકે, નેનોસ્કેલની બહારના પરિમાણોની સંખ્યાના આધારે વર્ગીકરણના સંદર્ભમાં, નેનોપાર્ટિકલ્સને સામાન્ય રીતે $0$-પરિમાણીય રચનાઓ ગણવામાં આવે છે જ્યાં ત્રણેય પરિમાણો નેનોસ્કેલ શ્રેણી $(< 100 \text{ nm})$ ની અંદર હોય છે.

(B) નેનો રચનાઓને નેનોમીટર રેન્જ $(1-100 \text{ nm})$ ની બહારના પરિમાણોની સંખ્યાના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$(1)$ શૂન્ય-પરિમાણીય $(0D)$ રચનાઓમાં ત્રણેય પરિમાણો નેનોમીટર રેન્જમાં હોય છે (દા.ત., નેનોપાર્ટિકલ્સ).
$(2)$ એક-પરિમાણીય $(1D)$ રચનાઓમાં બે પરિમાણો નેનોમીટર રેન્જમાં હોય છે, જ્યારે ત્રીજું પરિમાણ ઘણું મોટું હોય છે (દા.ત., નેનોટ્યુબ્સ, નેનોવાયર્સ).
$(3)$ દ્વિ-પરિમાણીય $(2D)$ રચનાઓમાં એક પરિમાણ નેનોમીટર રેન્જમાં હોય છે (દા.ત., પાતળી ફિલ્મો, ગ્રાફીન).
$(4)$ ત્રિ-પરિમાણીય $(3D)$ રચનાઓમાં તમામ પરિમાણો નેનોમીટર રેન્જની બહાર હોય છે (દા.ત., બલ્ક મટિરિયલ્સ).
તેથી, નેનોટ્યુબ્સને એક-પરિમાણીય નેનો રચનાઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) પાતળું પડ (thin film) એ પદાર્થનું એક સ્તર છે જેની જાડાઈ નેનોમીટરના અંશથી લઈને કેટલાક માઇક્રોમીટર સુધીની હોય છે. પાતળા પડમાં, માત્ર એક પરિમાણ (જાડાઈ) નેનોમીટર રેન્જમાં હોય છે, જ્યારે અન્ય બે પરિમાણો નોંધપાત્ર રીતે મોટા હોય છે. તેથી, તેને બે-પરિમાણીય નેનોસ્ટ્રક્ચર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) $1$. નેનો-મટિરિયલ્સ તેમના નાના કદ $(1-100 \text{ nm})$ ને કારણે વિશિષ્ટ ગુણધર્મો ધરાવે છે.
$2$. તેનો ઉપયોગ સ્ક્રેચ-પ્રૂફ ગ્લાસ, અદ્યતન ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને સેલ્ફ-ક્લીનિંગ સપાટીઓ (જેમ કે લોટસ ઇફેક્ટ) બનાવવા માટે થાય છે.
$3$. પરંપરાગત જળ શુદ્ધિકરણ (Conventional water treatment) એ ફિલ્ટરેશન, સેડિમેન્ટેશન અને ક્લોરિનેશન જેવી પરંપરાગત પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે, નેનો-ટેકનોલોજી પર નહીં.
$4$. તેથી, પરંપરાગત જળ શુદ્ધિકરણ એ સાચો જવાબ છે.

(C) $1$. નેનોમટીરિયલનું વર્ગીકરણ તે પરિમાણોની સંખ્યાના આધારે કરવામાં આવે છે જે નેનોસ્કેલ રેન્જ ($100 \text{ nm}$ થી ઓછા) માં હોય છે.
$2$. ફાઈબર્સમાં બે પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે.
$3$. થિન ફિલ્મ્સમાં એક પરિમાણ નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે.
$4$. ક્વોન્ટમ ડોટ્સ એ શૂન્ય-પરિમાણીય નેનોમટીરિયલ છે, જેનો અર્થ છે કે ત્રણેય પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જ ($100 \text{ nm}$ થી ઓછા) માં હોય છે.
$5$. નેનોટ્યુબ્સમાં બે પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે.
$6$. તેથી, ક્વોન્ટમ ડોટ્સ સાચો જવાબ છે.

(C) નેનો સ્કેલને સામાન્ય રીતે પરિમાણોની એવી શ્રેણી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં પદાર્થો તેમના નાના કદને કારણે વિશિષ્ટ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. આંતરરાષ્ટ્રીય સંમેલન મુજબ, નેનો સ્કેલને $1 \text{ nm}$ થી $100 \text{ nm}$ ની શ્રેણી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(C) $1$. નેનોમટીરિયલ્સને નેનોસ્કેલ રેન્જ $(< 100 \text{ nm})$ માં રહેલા પરિમાણોની સંખ્યાના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$2$. ક્વોન્ટમ ડોટ્સના ત્રણેય પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે ($0D$ નેનોમટીરિયલ્સ).
$3$. નેનોવાયર્સ અને નેનોટ્યુબ્સના બે પરિમાણો નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે ($1D$ નેનોમટીરિયલ્સ).
$4$. થિન ફિલ્મ્સ અથવા કોટિંગ્સનું માત્ર એક પરિમાણ નેનોસ્કેલ રેન્જમાં હોય છે ($2D$ નેનોમટીરિયલ્સ).
$5$. તેથી, થિન ફિલ્મ્સ સાચો જવાબ છે.

(D) $1$. પાયસ એ કલીલ પ્રણાલીઓ છે જેમાં પરિક્ષિપ્ત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે.
$2$. પાણી-માં-તેલ $(W/O)$ પાયસમાં, પાણી પરિક્ષિપ્ત કલા છે અને તેલ પરિક્ષેપન માધ્યમ છે.
$3$. $W/O$ પાયસના ઉદાહરણોમાં માખણ, કોલ્ડ ક્રીમ અને કોડ લિવર ઓઈલનો સમાવેશ થાય છે.
$4$. દૂધ અને વેનિશિંગ ક્રીમ એ તેલ-માં-પાણી $(O/W)$ પાયસના ઉદાહરણો છે, જેમાં પાણી પરિક્ષેપન માધ્યમ હોય છે.
$5$. તેથી, માખણ એ પાણી-માં-તેલ પાયસનું સાચું ઉદાહરણ છે.

(B) $1$. ઇમલ્સન એ એક કોલોઇડલ પ્રણાલી છે જેમાં પરિક્ષિપ્ત કલા અને પરિક્ષેપન માધ્યમ બંને પ્રવાહી હોય છે.
$2$. ઓઈલ-ઇન-વોટર $(O/W)$ ઇમલ્સનમાં, તેલ એ પરિક્ષિપ્ત કલા છે અને પાણી એ પરિક્ષેપન માધ્યમ છે.
$3$. દૂધ અને વેનિશિંગ ક્રીમ એ $O/W$ ઇમલ્સનના ઉદાહરણો છે.
$4$. માખણ એ વોટર-ઇન-ઓઈલ $(W/O)$ ઇમલ્સન છે, જેમાં પાણી એ પરિક્ષિપ્ત કલા છે અને તેલ (ચરબી) એ પરિક્ષેપન માધ્યમ છે.
$5$. તેથી, માખણ એ ઓઈલ-ઇન-વોટર ઇમલ્સનનું ઉદાહરણ નથી.

(D) પગલું $1$: આપેલી કોલોઇડલ ઘટનાઓની વ્યાખ્યાઓનું વિશ્લેષણ કરો.
પગલું $2$: બ્રાઉનિયન ગતિ એ વિક્ષેપન માધ્યમના અણુઓ સાથે અથડામણને કારણે કોલોઇડલ કણોની અસ્તવ્યસ્ત, ઝિગ-ઝેગ ગતિ છે, જે $(III)$ ને અનુરૂપ છે.
પગલું $3$: ટિન્ડલ અસર એ કોલોઇડલ કણો દ્વારા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન છે, જે $(IV)$ ને અનુરૂપ છે.
પગલું $4$: ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ વિદ્યુત ક્ષેત્રની અસર હેઠળ વીજભારિત કોલોઇડલ કણોની ગતિ છે, જે $(II)$ ને અનુરૂપ છે.
પગલું $5$: ડાયાલિસિસ એ અર્ધપારગમ્ય પટલનો ઉપયોગ કરીને કોલોઇડલ સોલમાંથી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે, જે $(I)$ ને અનુરૂપ છે.
પગલું $6$: જોડીઓનું મિલન: $(A)$-$(III)$, $(B)$-$(IV)$, $(C)$-$(II)$, $(D)$-$(I)$. આ વિકલ્પ $(D)$ સાથે મેળ ખાય છે.

(A) $1$. हार्डी-शुल्ज़ (Hardy-Schulze) ના નિયમ મુજબ, વિદ્યુત-વિભાજ્યની સ્કંદન શક્તિ સક્રિય આયન (કોલોઇડલ સોલના વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતો આયન) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$2$. ફેરિક ઓક્સાઇડ સોલ ધનભારિત છે, તેથી સ્કંદન શક્તિ ઋણાયન (anion) ની સંયોજકતા પર આધાર રાખે છે.
$3$. વિદ્યુત-વિભાજ્યો દ્વારા મળતા ઋણાયનો છે: $NO_3^-$ (સંયોજકતા $1$), $SO_4^{2-}$ (સંયોજકતા $2$), $PO_4^{3-}$ (સંયોજકતા $3$), અને $[Fe(CN)_6]^{4-}$ (સંયોજકતા $4$).
$4$. हार्डी-शुल्ज़ ના નિયમ મુજબ, વિરુદ્ધ વીજભારિત આયનની સંયોજકતા વધવાની સાથે સ્કંદન શક્તિ વધે છે.
$5$. તેથી, સૌથી ઓછી સંયોજકતા $(NO_3^-)$ ધરાવતા આયનની સ્કંદન શક્તિ ન્યૂનતમ હશે.

(C) કલિલ દ્રાવણનો રંગ વિક્ષેપિત કણો દ્વારા પ્રકીર્ણન પામતા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કણોના કદ અને સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. તેથી, પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કલિલમાં રંગના વિકાસ માટે જવાબદાર છે.

(B) हार्डी-शुल्ज़ (Hardy-Schulze) ના નિયમ મુજબ, સ્કંદન માટે વપરાતા આયન પરના વીજભારનું મૂલ્ય જેટલું વધારે, તેની સ્કંદન ક્ષમતા તેટલી જ વધારે હોય છે.
ધનભારિત સોલ માટે, ઋણાયનોની સ્કંદન ક્ષમતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $[Fe(CN)_6]^{4-} > PO_4^{3-} > SO_4^{2-} > Cl^-$।
કારણ કે $[Fe(CN)_6]^{4-}$ પર સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર $(-4)$ છે, તેથી તેની સ્કંદન ક્ષમતા સૌથી વધુ છે.