अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए खारे पानी के उपचार में किस रासायनिक पदार्थ का उपयोग किया जाता है?

Question

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The correct answer is B: कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, जिसे आमतौर पर बुझा हुआ चूना (slaked lime) कहा जाता है, का उपयोग क्लार्क की प्रक्रिया (Clark's process) के माध्यम से पानी में अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है। यह घुलनशील बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है और उन्हें अघुलनशील कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करता है, जिन्हें बाद में निस्पंदन (filtration) द्वारा आसानी से हटा दिया जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, जिसे आमतौर पर बुझा हुआ चूना (slaked lime) कहा जाता है, का उपयोग क्लार्क की प्रक्रिया (Clark's process) के माध्यम से पानी में अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है। यह घुलनशील बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है और उन्हें अघुलनशील कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करता है, जिन्हें बाद में निस्पंदन (filtration) द्वारा आसानी से हटा दिया जाता है।

Working Principle: अस्थायी कठोरता पानी में कैल्शियम बाइकार्बोनेट, $Ca(HCO_3)_2$, और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है। जब कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड मिलाया जाता है, तो यह कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट, $CaCO_3$, और पानी बनाता है। अघुलनशील $CaCO_3$ नीचे बैठ जाता है और उसे हटा दिया जाता है, जिससे पानी प्रभावी रूप से मृदु (soft) हो जाता है।

Key Formulas: $Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + 2H_2O$ — क्लार्क प्रक्रिया के माध्यम से अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया

Key Points: अस्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट के कारण होती है।; क्लार्क की प्रक्रिया का उपयोग विशेष रूप से अस्थायी कठोरता के बड़े पैमाने पर उपचार के लिए किया जाता है।; उबालना भी बाइकार्बोनेट के अपघटन द्वारा अस्थायी कठोरता को दूर करने का एक सरल तरीका है।

Advantages: बड़े पैमाने पर जल उपचार के लिए लागत प्रभावी; आसानी से उपलब्ध औद्योगिक रसायनों का उपयोग करता है

Disadvantages: अतिरिक्त हाइड्रॉक्साइड को छोड़ने से बचने के लिए सटीक खुराक नियंत्रण की आवश्यकता होती है; स्थायी कठोरता के लिए प्रभावी नहीं है

Applications: नगरपालिका जल उपचार संयंत्र; बड़े पैमाने पर बॉयलर फीड जल उपचार

Additional Info: स्थायी कठोरता Ca और Mg के क्लोराइड और सल्फेट के कारण होती है, जिसे उबालने या चूने से दूर नहीं किया जा सकता है।. विकल्प A मृदुकरण के बाद बनने वाला उत्पाद है, न कि उपचार करने वाला कारक। विकल्प C एक सामान्य नमक है जिसका उपयोग स्थायी कठोरता के लिए आयन एक्सचेंज (जिओलाइट प्रक्रिया) में किया जाता है। विकल्प D कीटाणुशोधन के लिए उपयोग किया जाने वाला एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

Answer: B सही है — कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट बनाता है, जिससे अस्थायी कठोरता को दूर करने में मदद मिलती है।

Exam Tip: याद रखें: अस्थायी कठोरता बाइकार्बोनेट ($HCO_3^-$) के कारण होती है, जबकि स्थायी कठोरता Ca/Mg के क्लोराइड ($Cl^-$) और सल्फेट ($SO_4^{2-}$) के कारण होती है।

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Option A: कैल्शियम कार्बोनेट

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Option C: सोडियम क्लोराइड

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Option D: पोटैशियम परमैंगनेट

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