પાણીની કાયમી કઠિનતા દૂર કરવાની રીતો સમજાવો.

(N/A) પાણીની કાયમી કઠિનતા પાણીમાં રહેલા કૅલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમના ક્લોરાઇડ અને સલ્ફેટ સ્વરૂપના દ્રાવ્ય ક્ષારોને કારણે હોય છે.
$(i)$ ધોવાનો સોડા (સોડિયમ કાર્બોનેટ) સાથેની પ્રક્રિયા: ધોવાનો સોડા કઠિન પાણીમાં રહેલા દ્રાવ્ય કૅલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમના સલ્ફેટ અને ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરી અદ્રાવ્ય કાર્બોનેટ બનાવે છે.
$MCl_{2} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + 2NaCl$ $(M = Mg, Ca)$
$MSO_{4} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$
$(ii)$ કાલગોન પદ્ધતિ: સોડિયમ હેક્ઝામેટાફોસ્ફેટ $(Na_{6}P_{6}O_{18})$,જેને વ્યાપારિક રીતે 'કાલગોન' કહેવામાં આવે છે,તેને કઠિન પાણીમાં ઉમેરતાં નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$Na_{6}P_{6}O_{18} \longrightarrow 2Na^{+} + Na_{4}P_{6}O_{18}^{2-}$
$M^{2+} + Na_{4}P_{6}O_{18}^{2-} \longrightarrow [Na_{2}MP_{6}O_{18}]^{2-} + 2Na^{+}$ $(M = Mg, Ca)$
આ સંકીર્ણ ઋણઆયન $Mg^{2+}$ અને $Ca^{2+}$ ને દ્રાવણમાં જાળવી રાખે છે.
$(iii)$ આયન વિનિમય પદ્ધતિ: આ પદ્ધતિને ઝીઓલાઈટ/પરમ્યૂટિટ પદ્ધતિ પણ કહે છે. જળયુક્ત સોડિયમ એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટને ઝીઓલાઈટ/પરમ્યૂટિટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેને $NaZ$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જે કઠિન પાણીમાં ઉમેરતા વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે:
$2NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow MZ_{2(s)} + 2Na^{+}_{(aq)}$ $(M = Mg, Ca)$
જ્યારે ઝીઓલાઈટમાં રહેલો બધો સોડિયમ વપરાઈ જાય ત્યારે તે બિનકાર્યક્ષમ બને છે,પરંતુ તેને જલીય સોડિયમ ક્લોરાઈડના દ્રાવણ દ્વારા પુનઃજીવિત કરી શકાય છે:
$MZ_{2(s)} + 2NaCl_{(aq)} \longrightarrow 2NaZ_{(s)} + MCl_{2(aq)}$
$(iv)$ સાંશ્લેષિત રેઝિન પદ્ધતિ: હાલમાં કઠિન પાણીને નરમ બનાવવા માટે સાંશ્લેષિત ધન આયન વિનિમયકર્તાનો ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિ ઝીઓલાઈટ પદ્ધતિ કરતાં વધુ અસરકારક છે.
સાંશ્લેષિત રેઝિનમાં $-SO_{3}H$ સમૂહ ધરાવતો મોટો કાર્બનિક અણુ હોય છે. રેઝિન $(RSO_{3}H)$ ને $NaCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરી $(RNa)$ માં ફેરવવામાં આવે છે. જ્યારે કઠિન પાણીને આ રેઝિન $(RNa)$ માંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Ca^{2+}$ અને $Mg^{2+}$ આયનો $Na^{+}$ આયનો સાથે વિનિમય પામે છે:
$2RNa_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow R_{2}M_{(s)} + 2Na^{+}_{(aq)}$
આ રેઝિનને જલીય સોડિયમ ક્લોરાઈડના દ્રાવણની મદદથી પુનઃકાર્યક્ષમ બનાવી શકાય છે.