कौन सा रसायन आमतौर पर कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को अवक्षेपित (precipitate) करके कठोर जल को नरम करने के लिए

Question

कौन सा रसायन आमतौर पर कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को अवक्षेपित (precipitate) करके कठोर जल को नरम करने के लिए उपयोग किया जाता है?

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The correct answer is A: सोडियम कार्बोनेट. सोडियम कार्बोनेट, जिसे आमतौर पर वाशिंग सोडा के रूप में जाना जाता है, का उपयोग अस्थायी और स्थायी दोनों तरह के कठोर जल को नरम करने के लिए किया जाता है। यह घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को अघुलनशील कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करके कठोरता को दूर करता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
सोडियम कार्बोनेट, जिसे आमतौर पर वाशिंग सोडा के रूप में जाना जाता है, का उपयोग अस्थायी और स्थायी दोनों तरह के कठोर जल को नरम करने के लिए किया जाता है। यह घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को अघुलनशील कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करके कठोरता को दूर करता है।

Working Principle: इस प्रक्रिया को सोडा प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है। जब कठोर जल में सोडियम कार्बोनेट मिलाया जाता है, तो यह घुलित कैल्शियम और मैग्नीशियम लवणों (क्लोराइड, सल्फेट, या नाइट्रेट) के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम कार्बोनेट और मैग्नीशियम कार्बोनेट के अघुलनशील अवक्षेप बनाता है, जिन्हें बाद में निस्पंदन (filtration) द्वारा हटाया जा सकता है।

Key Formulas: $Ca^{2+} + Na_{2}CO_{3} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + 2Na^{+}$ — कैल्शियम कार्बोनेट का अवक्षेपण; $Mg^{2+} + Na_{2}CO_{3} \rightarrow MgCO_{3} \downarrow + 2Na^{+}$ — मैग्नीशियम कार्बोनेट का अवक्षेपण

Key Points: स्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड और सल्फेट के कारण होती है।; सोडियम कार्बोनेट बड़े पैमाने पर औद्योगिक जल उपचार के लिए प्रभावी है।; यह प्रक्रिया उन आयनों को हटा देती है जो साबुन को झाग बनाने से रोकते हैं।

Advantages: स्थायी कठोरता को कुशलतापूर्वक हटाता है।; बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी है।

Disadvantages: कीचड़ (अवक्षेप) पैदा करता है जिसे छानकर अलग करना पड़ता है।; अधिक उपयोग करने पर पानी की क्षारीयता (alkalinity) बढ़ा सकता है।

Applications: औद्योगिक बॉयलर जल उपचार।; वाशिंग सोडा का उपयोग करके घरेलू जल मृदुकरण (water softening)।

Additional Info: सोडियम कार्बोनेट को $Na_{2}CO_{3}$ के रूप में दर्शाया जाता है।. विकल्प B (सोडियम क्लोराइड) साधारण नमक है और कठोरता को दूर नहीं करता है।. विकल्प C (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड) का उपयोग क्लार्क की प्रक्रिया में अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है।. विकल्प D (मैग्नीशियम सल्फेट) वास्तव में स्थायी कठोरता का एक कारण है, न कि उसे हटाने वाला।

Answer: A सही है — सोडियम कार्बोनेट कठोरता पैदा करने वाले घुलनशील आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील कार्बोनेट बनाता है, जिससे वे पानी से हट जाते हैं।

Exam Tip: परीक्षाओं के लिए हमेशा क्लार्क की विधि (अस्थायी कठोरता के लिए बुझे हुए चूने का उपयोग) और सोडा प्रक्रिया (स्थायी कठोरता के लिए वाशिंग सोडा का उपयोग) के बीच अंतर याद रखें।

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Option B: सोडियम क्लोराइड

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Option C: कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

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Option D: मैग्नीशियम सल्फेट

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