सतह और कोलाइड रसायन विज्ञान
सतह और कोलाइड रसायन विज्ञान अंतरापृष्ठों और सूक्ष्म विभाजित पदार्थ के भौतिकी और रसायन विज्ञान का अध्ययन करता है, जहाँ आयतन अनुपात के लिए बड़ा सतह क्षेत्र अंतरापृष्ठीय बलों को व्यवहार पर हावी करता है।
Definition
सतह और कोलाइड रसायन विज्ञान भौतिक रसायन विज्ञान की वह शाखा है जो अंतरापृष्ठों और कोलाइडल प्रणालियों के गुणों से संबंधित है, जिसमें एक पदार्थ दूसरे में सूक्ष्म रूप से परिक्षेपित होता है और अंतरापृष्ठीय घटनाएँ व्यवहार को नियंत्रित करती हैं।
Scope
यह क्षेत्र अंतरापृष्ठों और परिक्षेपित प्रणालियों के रसायन विज्ञान को शामिल करता है: सतह तनाव और अंतरापृष्ठों का ऊष्मागतिकी; गैसों और विलेय का सतहों पर अधिशोषण और इसके समताप रेखाएँ; कोलाइडल परिक्षेपण के गुण और स्थिरता; सर्फेक्टेंट और माइसेल और झिल्ली में उनका स्व-संयोजन; और आवेशित अंतरापृष्ठों की संरचना और विद्युत दोहरी परत। सतहों का उत्प्रेरक रसायन विज्ञान गतिकी से जुड़ा है, जबकि यहाँ जोर अंतरापृष्ठीय ऊष्मागतिकी, बलों और संरचना पर है।
Sub-topics
Core questions
- सतह तनाव अंतरापृष्ठों के ऊष्मागतिकी से कैसे उत्पन्न होता है?
- अणु सतहों पर कैसे अधिशोषित होते हैं, और कौन सी समताप रेखाएँ इस प्रक्रिया का वर्णन करती हैं?
- कौन से बल कोलाइडल परिक्षेपण को स्थिर या अस्थिर करते हैं?
- सर्फेक्टेंट स्व-संयोजन कैसे करते हैं, और आवेशित अंतरापृष्ठ आसपास के घोल को कैसे संरचित करते हैं?
Key concepts
- सतह तनाव और अंतरापृष्ठीय ऊर्जा
- अधिशोषण समताप रेखाएँ
- कोलाइडल परिक्षेपण और स्थिरता
- सर्फेक्टेंट और स्व-संयोजन
- विद्युत दोहरी परत
Key theories
- लैंगमुइर अधिशोषण समताप रेखा
- एक निश्चित संख्या में समतुल्य स्थलों वाली एक समान सतह पर अधिशोषण और अधिशोषित अणुओं के बीच कोई अंतःक्रिया न होने से एक आवरण बनता है जो दबाव या सांद्रता के साथ संतृप्त होता है, जो सतह अधिशोषण का मूलभूत मॉडल है।
- कोलाइड स्थिरता का DLVO सिद्धांत
- आवेशित कोलाइड्स की स्थिरता आकर्षक वैन डेर वाल्स बलों और प्रतिकारक विद्युत दोहरी परत बलों के बीच संतुलन द्वारा नियंत्रित होती है, यह समझाते हुए कि जब जोड़ा गया नमक प्रतिकर्षण को ढालता है तो परिक्षेपण क्यों जम जाते हैं।
Clinical relevance
सतह और कोलाइड रसायन विज्ञान विषम उत्प्रेरण, डिटर्जेंट और इमल्शन, पेंट, खाद्य पदार्थ और फार्मास्यूटिकल्स, स्याही और सिरेमिक की स्थिरता, जैविक झिल्ली और कोशिकाओं का व्यवहार, और प्लवन, गीलापन और जल उपचार जैसी प्रक्रियाओं का आधार है।
History
थॉमस ग्राहम ने 1860 के दशक में कोलाइड्स को क्रिस्टलॉइड्स से अलग किया; गिब्स ने अंतरापृष्ठों को एक ऊष्मागतिक आधार दिया, लैंगमुइर के बीसवीं सदी के शुरुआती काम ने अधिशोषण और मोनोलेयर्स के आणविक सिद्धांत को स्थापित किया, और 1940 के दशक के DLVO सिद्धांत ने कोलाइडल स्थिरता को मात्रात्मक रूप से समझाया।
Key figures
- Irving Langmuir
- Thomas Graham
- Jacob Israelachvili
Related topics
Seminal works
- langmuir1916
- adamson1997
- israelachvili2011
Frequently asked questions
- कोलाइड्स में अंतरापृष्ठीय प्रभाव क्यों हावी होते हैं लेकिन थोक पदार्थ में नहीं?
- कोलाइडल कण इतने छोटे होते हैं कि उनके अणुओं का एक बहुत बड़ा अंश सतह पर होता है; परिणामस्वरूप आयतन अनुपात के लिए विशाल सतह क्षेत्र अंतरापृष्ठीय ऊर्जा और बलों को, जो थोक नमूनों में नगण्य होते हैं, प्रणाली के व्यवहार को नियंत्रित करता है।
- एक कोलाइडल परिक्षेपण को जमने से क्या रोकता है?
- कणों के बीच प्रतिकारक बल, मुख्य रूप से आवेशित सतहों से इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण और अधिशोषित परतों से स्टेरिक प्रतिकर्षण, उन्हें आकर्षक वैन डेर वाल्स बलों के विरुद्ध अलग रखते हैं; जब ये प्रतिकर्षण कम हो जाते हैं तो कण एकत्रित हो जाते हैं और परिक्षेपण अस्थिर हो जाता है।