Chapter 5 – Surface Chemistry (पृष्ठ रसायन) Bihar Board 2026

 

 Chapter 5 – Surface Chemistry

Introduction — परिचय

Surface chemistry deals with all chemical processes that occur at the surface or interface of two phases.
पृष्ठ रसायन उन सभी रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन है जो दो अवस्थाओं के बीच की सतह पर होती हैं।

Examples — उदाहरण
• Rusting of iron
• Action of catalyst
• Adsorption of gases on charcoal

Adsorption — अवशोषण

Adsorption is the process in which molecules of a substance accumulate only on the surface of another substance.
अवशोषण वह प्रक्रिया है जिसमें किसी पदार्थ के कण दूसरे पदार्थ की सतह पर ही चिपक जाते हैं।

Important points — महत्त्वपूर्ण तथ्य
• यह सतही घटना है
• हमेशा ऊष्मा निकलती है (उष्माक्षेपी)
• यह एक उलटने योग्य प्रक्रिया हो सकती है

Adsorbate — अवशोषित पदार्थ

The substance whose molecules get adsorbed on the surface.
वह पदार्थ जिसके अणु सतह पर चिपकते हैं।

Adsorbent — अवशोषक

The substance on whose surface adsorption occurs.
वह पदार्थ जिसकी सतह पर अवशोषण होता है।

Examples — उदाहरण
Charcoal, silica gel

3. Absorption — सोखना

In absorption, molecules enter into the bulk of the material.
सोखना वह प्रक्रिया है जिसमें पदार्थ के अणु उसके भीतर तक चले जाते हैं।

Example — उदाहरण
Sponge absorbing water

 4. Difference between Adsorption and Absorption — अंतर

Adsorption	अवशोषण
Surface phenomenon	सतही घटना
Heat released	ऊष्मा निकलती है
Equilibrium process	संतुलन प्रक्रिया

Absorption	सोखना
Bulk phenomenon	आयतन में होता है
Often slow	प्रायः धीमी
Uniform distribution	समान रूप से फैलता है

Sorption — सोसॉर्प्शन

When both adsorption and absorption occur together.
जब अवशोषण और सोखना दोनों साथ हों।

Types of Adsorption — अवशोषण के प्रकार

Physical Adsorption (भौतिक अवशोषण)

Occurs due to weak van der Waals forces.
कमज़ोर वैन डर वॉल्स बलों के कारण होता है।

Features — विशेषताएँ
• Low heat evolved
• Easily reversible
• More at low temperature

Chemical Adsorption (रासायनिक अवशोषण)

Occurs due to formation of chemical bonds.
रासायनिक बंध बनने के कारण होता है।

Features — विशेषताएँ
• High heat evolved
• Specific in nature
• More at high temperature

Factors Affecting Adsorption — प्रभाव डालने वाले कारक

1. Nature of adsorbent — अवशोषक का स्वभाव

More surface area → more adsorption
अधिक सतह क्षेत्र → अधिक अवशोषण

2. Nature of gas — गैस का स्वभाव

Highly soluble gases adsorb more.
अधिक घुलनशील गैसें अधिक अवशोषित होती हैं।

3. Pressure — दाब

Adsorption increases with pressure.
दाब बढ़ने से अवशोषण बढ़ता है।

4. Temperature — तापमान

Generally adsorption decreases with temperature.
तापमान बढ़ने से अवशोषण घटता है।

Adsorption Isotherms — अवशोषण समताप रेखाएँ

📌 Freundlich Adsorption Isotherm — फ्रुंडलिश समीकरण

$$\frac{x}{m}=k{P}^{1\mathrm{/}n}$$

या

$$\log \left(\frac{x}{m}\right)=\log k+\frac{1}{n}\log P$$

x = mass adsorbed
m = mass of adsorbent
P = pressure

 Langmuir Adsorption Isotherm — लैंगम्योर समीकरण

$$\theta =\frac{bP}{1+b\mathrm{P}}$$

θ = fraction of surface covered

Catalysis — उत्प्रेरण

A catalyst increases the rate of reaction without undergoing any permanent change.
उत्प्रेरक अभिक्रिया की गति बढ़ाता है पर स्वयं में स्थायी परिवर्तन नहीं होता।

Types of Catalysis — उत्प्रेरण के प्रकार

Homogeneous Catalysis — समरूपी

Catalyst and reactants in same phase.
उत्प्रेरक और अभिकारक एक ही अवस्था में।

Example
Oxidation of SO₂ by NO

Heterogeneous Catalysis — विषमरूपी

Catalyst and reactants in different phases.
अलग-अलग अवस्थाओं में।

Example
Haber process — Fe catalyst

Promoters — प्रमोटर

Substances that increase activity of catalyst.
वे पदार्थ जो उत्प्रेरक की क्रियाशीलता बढ़ाते हैं।

Example
Mo promotes Fe in Haber process

Catalyst Poisons — उत्प्रेरक विष

Substances that reduce activity of catalyst.
वे पदार्थ जो उत्प्रेरक की क्रिया घटाते हैं।

Example
CO poisons Pt

Colloids — कोलॉइड

Colloidal State — कोलॉइडल अवस्था

A system in which particle size lies between 1 nm to 1000 nm.
ऐसी अवस्था जिसमें कणों का आकार 1 nm से 1000 nm हो।

Dispersed Phase — प्रकीर्णित अवस्था

The particles present in colloid.
कोलॉइडल कण।

Dispersion Medium — प्रकीर्णन माध्यम

The medium in which particles are dispersed.
वह माध्यम जिसमें कण फैले हों।

Example
Milk — fat dispersed in water

Types of Colloids — कोलॉइड के प्रकार

Based on phases — अवस्थाओं के आधार पर
• Sol
• Gel
• Emulsion
• Aerosol

Tyndall Effect — टिंडल प्रभाव

Scattering of light by colloidal particles.
कोलॉइडल कणों द्वारा प्रकाश का प्रकीर्णन।

Example
Fog in headlights

Brownian Movement — ब्राउनियन गति

Random zig-zag motion of colloidal particles.
कोलॉइडल कणों की अनियमित जिगज़ैग गति।

Electrophoresis — विद्युत स्थलन

Movement of colloidal particles under electric field.
विद्युत क्षेत्र में कोलॉइडल कणों का गमन।

Coagulation — जमाव

Aggregation and settling of colloidal particles.
कोलॉइडल कणों का आपस में मिलकर जम जाना।

21. Hardy–Schulze Rule — हार्डी-शुल्ज नियम

Ions with higher charge have higher coagulating power.
जितना अधिक आवेश, उतनी अधिक जमाव-शक्ति।

Emulsions — इमल्शन

A liquid dispersed in another liquid.
एक द्रव का दूसरे द्रव में प्रकीर्णन।

Types
• Oil in water (दूध)
• Water in oil (मक्खन)

Emulsifying Agents — इमल्सीफाइंग एजेंट

Substances that stabilize emulsions.
इमल्शन को स्थिर रखने वाले पदार्थ।

Example
Soap, detergents

Applications — उपयोग

1. Gas masks
2. Adsorption indicators
3. Heterogeneous catalysis
4. Chromatography
5. Medicines
6. Paints & inks