Water or hydride of oxygen Questions in Hindi

(C) $H_2O$ और $D_2O$ के भौतिक गुण समस्थानिक प्रभाव के कारण भिन्न होते हैं।
$D_2O$,$H_2O$ से भारी होता है,जिसके कारण $D_2O$ में अंतर-आणविक बल अधिक मजबूत होते हैं।
परिणामस्वरूप,$D_2O$ का क्वथनांक $(101.4 \ ^\circ C)$,$H_2O$ $(100 \ ^\circ C)$ की तुलना में अधिक होता है।
इसी प्रकार,अधिकतम घनत्व पर तापमान $D_2O$ के लिए $11.6 \ ^\circ C$ और $H_2O$ के लिए $4 \ ^\circ C$ होता है।
भारी समस्थानिक द्वारा निर्मित मजबूत बंध के कारण $D-O$ की बंध वियोजन ऊर्जा $H-O$ से अधिक होती है।
$H_2O$ का परावैद्युत स्थिरांक ($25 \ ^\circ C$ पर $78.39$),$D_2O$ ($25 \ ^\circ C$ पर $78.06$) से अधिक होता है।

(A) जल की स्थायी कठोरता मैग्नीशियम और कैल्शियम के क्लोराइड $(Cl^-)$ और सल्फेट $(SO_4^{2-})$ के घुलनशील लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
$HCO_3^-$ आयन अस्थायी कठोरता के लिए जिम्मेदार होते हैं।
अतः,स्थायी कठोरता के लिए $SO_4^{2-}$ एक सही विकल्प है।

(D) जल में कठोरता मुख्य रूप से कैल्शियम और मैग्नीशियम के घुलनशील लवणों,विशेष रूप से उनके क्लोराइड,सल्फेट और बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है।
$MgCO_3$ (मैग्नीशियम कार्बोनेट) जल में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है।
चूंकि यह जल में घुलकर पर्याप्त मात्रा में $Mg^{2+}$ आयन मुक्त नहीं करता है,इसलिए यह जल की कठोरता में योगदान नहीं देता है।

(D) जल को मृदु बनाने के लिए जल से कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों को हटाना आवश्यक है।
$A$. वाशिंग सोडा $(Na_2CO_3)$ का उपयोग स्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है।
$B$. कैलगोन $(Na_2[Na_4(PO_3)_6])$ का उपयोग आयनों को अलग करने के लिए किया जाता है।
$C$. सोडियम जिओलाइट $(Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O)$ का उपयोग आयन-विनिमय रेजिन के रूप में किया जाता है।
$D$. $CaCO_3$ (कैल्शियम कार्बोनेट) स्वयं जल में कठोरता का कारण बनता है,इसलिए इसका उपयोग जल को मृदु बनाने के लिए नहीं किया जाता है।

(C) शुद्ध और विखनिजीकृत जल (जिसे डीआयोनाइज्ड जल भी कहा जाता है) तैयार करने की प्रक्रिया में सभी घुले हुए खनिज लवणों,जिनमें धनायन और ऋणायन शामिल हैं,को हटाना शामिल है।
यह आयन-विनिमय रेजिन (ion-exchange resin) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।
विशेष रूप से,एक धनायन-विनिमय रेजिन ($H^+$ रूप में) $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ जैसे धनायनों को हटाता है,जबकि एक ऋणायन-विनिमय रेजिन ($OH^-$ रूप में) $Cl^-$ और $SO_4^{2-}$ जैसे ऋणायनों को हटाता है।
इसलिए,इस उद्देश्य के लिए अम्ल-क्षार रेजिन प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

(D) $CaH_2$ जैसे लवणीय हाइड्राइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करके $H_2$ गैस उत्पन्न करते हैं।
अभिक्रिया: $CaH_2(s) + 2H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(aq) + 2H_2(g)$.

(D) स्थायी कठोरता वह कठोरता है जिसे उबालकर दूर नहीं किया जा सकता है।
यह आमतौर पर पानी में घुलनशील कैल्शियम सल्फेट,मैग्नीशियम सल्फेट या $Ca$ और $Mg$ के क्लोराइड और नाइट्रेट की उपस्थिति के कारण होती है,जो तापमान बढ़ने पर अवक्षेपित नहीं होते हैं।
इसलिए,यह कथन कि स्थायी कठोरता को उबालकर दूर किया जा सकता है,गलत है।

(C) कैल्शियम कार्बाइड $(CaC_2)$ और भारी जल $(D_2O)$ के बीच की अभिक्रिया एक जल-अपघटन अभिक्रिया है।
$CaC_2 + 2D_2O \to Ca(OD)_2 + C_2D_2$
अतः,उत्पाद कैल्शियम ड्यूटेरॉक्साइड $(Ca(OD)_2)$ और ड्यूटेरोएसिटिलीन $(C_2D_2)$ हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$Ca(OD)_2$ सही उत्पाद है।

(B) भारी जल $(D_2O)$ का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में तीव्र गति वाले न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है,न कि शीतलक के रूप में।
$D_2O$ की रासायनिक अभिक्रियाएँ $H_2O$ के समान होती हैं:
$1$. $SO_3 + D_2O \rightarrow D_2SO_4$
$2$. $CaC_2 + 2D_2O \rightarrow C_2D_2 + Ca(OD)_2$
$3$. $Al_4C_3 + 12D_2O \rightarrow 3CD_4 + 4Al(OD)_3$
अतः,यह कथन कि इसका उपयोग शीतलक के रूप में किया जाता है,गलत है।

(C) जल में स्थायी कठोरता $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के क्लोराइड और सल्फेट लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
उबालने की प्रक्रिया केवल अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए प्रभावी है,जो $HCO_3^-$ (बाइकार्बोनेट) आयनों के कारण होती है।
वाशिंग सोडा $(Na_2CO_3)$ के साथ उपचार,कैलगन विधि और आयन विनिमय विधि का उपयोग स्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है।

(B) भारी जल $D_2O$ है।
$D_2O$ में दो ड्यूटेरियम $(D)$ परमाणु और एक ऑक्सीजन $(O)$ परमाणु होता है।
प्रत्येक $D$ परमाणु में $1$ प्रोटॉन,$1$ इलेक्ट्रॉन और $1$ न्यूट्रॉन होता है।
प्रत्येक $O$ परमाणु में $8$ प्रोटॉन,$8$ इलेक्ट्रॉन और $8$ न्यूट्रॉन होता है।
प्रोटॉन की कुल संख्या $= (2 \times 1) + 8 = 10$.
इलेक्ट्रॉन की कुल संख्या $= (2 \times 1) + 8 = 10$.
न्यूट्रॉन की कुल संख्या $= (2 \times 1) + 8 = 10$.
अतः,प्रोटॉन,इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन की संख्या क्रमशः $10, 10, 10$ है।

(C) जल की अस्थायी कठोरता उसमें घुले हुए मैग्नीशियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $Mg(HCO_3)_2$ या कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $Ca(HCO_3)_2$ की उपस्थिति के कारण होती है।
ये बाइकार्बोनेट गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं,जिससे अघुलनशील कार्बोनेट का अवक्षेपण होता है।
कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के लिए अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Ca(HCO_3)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2$

(A) पानी की कठोरता को $CaCO_3$ के तुल्यांक के रूप में व्यक्त किया जाता है।
$n_{eq}(CaCO_3) = n_{eq}(Ca(HCO_3)_2) + n_{eq}(Mg(HCO_3)_2)$
बाइकार्बोनेट लवणों के लिए n-कारक $2$ है:
$\frac{w}{100} \times 2 = \frac{0.81}{162} \times 2 + \frac{0.73}{146} \times 2$
$\frac{w}{50} = 0.005 \times 2 + 0.005 \times 2$
$\frac{w}{50} = 0.01 + 0.01 = 0.02$
$w = 0.02 \times 50 = 1.0 \, g$
$ppm$ में कठोरता $= \frac{CaCO_3 \text{ का द्रव्यमान } (g) \text{ में}}{\text{पानी का द्रव्यमान } (g) \text{ में}} \times 10^6$
चूंकि $100 \, mL$ पानी का द्रव्यमान $100 \, g$ है:
$\text{कठोरता} = \frac{1.0}{100} \times 10^6 = 10,000 \, ppm$

(C) पानी में अस्थायी कठोरता मैग्नीशियम या कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है।
मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के लिए,उबालने पर अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$Mg(HCO_3)_{2(aq)} \xrightarrow{\Delta} Mg(OH)_{2(s)} + 2CO_{2(g)}$।
यहाँ,$X$ का मान $Mg(HCO_3)_2$ है और $Y$ का मान $Mg(OH)_2$ है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(D) कठोर जल को मृदु बनाने के लिए जिओलाइट विधि का उपयोग किया जाता है।
इस प्रक्रिया में सोडियम जिओलाइट $(Na_{2}Al_{2}Si_{2}O_{8} \cdot xH_{2}O)$ का उपयोग होता है।
इसमें कठोर जल में उपस्थित $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ जैसे धनायनों को सोडियम आयनों के साथ विनिमय करने का विशिष्ट गुण होता है।

(C) $D_2O$ $(20 \ g/mol)$ का आणविक द्रव्यमान $H_2O$ $(18 \ g/mol)$ से अधिक होता है।
$D_2O$ में मजबूत हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण,इसका गलनांक $(3.8 \ ^\circ C)$ और क्वथनांक $(101.4 \ ^\circ C)$ $H_2O$ ($0 \ ^\circ C$ और $100 \ ^\circ C$) से अधिक होते हैं।
$O-H$ बॉन्ड की तुलना में $O-D$ बॉन्ड मजबूत होने के कारण $H_2O$,$D_2O$ की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील है।
अतः,कथन $B.P. = H_2O > D_2O$ गलत है।

(D) जल में कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के घुलनशील लवणों जैसे कि बाइकार्बोनेट,क्लोराइड और सल्फेट की उपस्थिति के कारण होती है।
$Mg(HCO_3)_2$,$CaCl_2$,और $MgSO_4$ सभी जल में घुलनशील हैं और कठोरता में योगदान करते हैं।
$MgCO_3$ (मैग्नीशियम कार्बोनेट) जल में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है।
चूंकि यह जल में नहीं घुलता है,इसलिए यह जल की कठोरता में योगदान नहीं करता है।

(B) क्लोरीन एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है और इसमें मजबूत रोगाणुरोधी गुण होते हैं।
जब इसे पानी में मिलाया जाता है,तो यह हाइपोक्लोरस एसिड $(HOCl)$ बनाता है,जो बैक्टीरिया,वायरस और अन्य रोगजनक सूक्ष्मजीवों को प्रभावी ढंग से मार देता है,जिससे पानी पीने योग्य हो जाता है।

(A) पानी का द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) $1.85 \ D$ है,जो शून्य नहीं है।
चूंकि अणु मुड़ा हुआ है,इसलिए बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को रद्द नहीं करते हैं।
इसलिए,अणु ध्रुवीय है और इसका एक शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण है।
$H_2O$ ऑक्सीजन परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) की उपस्थिति के कारण लुईस क्षार के रूप में कार्य कर सकता है।
यह अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन के कारण असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक प्रदर्शित करता है।
अतः,यह कथन कि अणु का $\mu = 0$ है,गलत है।

(D) बर्फ की संरचना में, प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु $276 \ pm$ की दूरी पर अन्य चार ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा चतुष्फलकीय रूप से घिरा होता है।
ये ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध द्वारा और पड़ोसी जल अणुओं के अन्य दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध द्वारा जुड़ा होता है।
इसलिए, प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो सहसंयोजक बंधों और दो हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से कुल चार हाइड्रोजन परमाणुओं से घिरा होता है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो सहसंयोजक बंधों और दो हाइड्रोजन बंधों से घिरा होता है, न कि चार हाइड्रोजन बंधों से।

(C) कैल्शियम हाइड्राइड पानी के साथ अभिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाता है।
इस अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण है:
$CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2$

(B) समूह $16$ के तत्वों के हाइड्राइडों में,आणविक द्रव्यमान और वैन डेर वाल्स बलों में वृद्धि के कारण क्वथनांक आमतौर पर समूह में नीचे जाने पर बढ़ता है।
हालाँकि,$H_2O$ का क्वथनांक मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण असाधारण रूप से उच्च होता है।
शेष हाइड्राइडों $(H_2S, H_2Se, H_2Te)$ की तुलना करने पर,$H_2S$ का आणविक द्रव्यमान सबसे कम होता है और वैन डेर वाल्स बल सबसे कमजोर होते हैं।
इसलिए,$H_2S$ का क्वथनांक सबसे कम होता है।

(A) निर्जल $HF$ या $H_2F_2$ विद्युत का कुचालक होता है।
इसका कारण $H-F$ बंध की बहुत उच्च बंध वियोजन ऊर्जा है,जो अणु को प्रभावी ढंग से आयनित होने से रोकती है।

(A) पॉलीफॉस्फेट्स,जैसे कि सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट $(Na_6P_6O_{18})$,का उपयोग कठोर जल से $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों को हटाने के लिए किया जाता है।
वे इन धातु धनायनों के साथ स्थिर,घुलनशील संकुल बनाते हैं,जो उन्हें प्रभावी रूप से अलग कर देते हैं और उन्हें अघुलनशील अवक्षेप (जैसे कार्बोनेट या सल्फेट) बनाने से रोकते हैं जो कठोरता का कारण बनते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2Ca^{2+} + Na_2[Na_4(PO_3)_6] \rightarrow Na_2[Ca_2(PO_3)_6] + 4Na^+$
चूंकि परिणामी संकुल पानी में घुलनशील होता है,इसलिए बिना अवक्षेप बनाए कठोरता दूर हो जाती है।

(D) क्लार्क की प्रक्रिया द्वारा जल मृदुकरण में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$,जिसे चूने का पानी भी कहा जाता है,का उपयोग किया जाता है।
यह प्रक्रिया कैल्शियम बाइकार्बोनेट के कारण होने वाली अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए उपयोग की जाती है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2CaCO_3(s) + 2H_2O(l)$.

(D) फ्लोरीन $(F_2)$ एक बहुत ही प्रबल ऑक्सीकारक है। यह जल के साथ अभिक्रिया करके इसे ऑक्सीजन $(O_2)$ में ऑक्सीकृत कर देता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2F_2(g) + 2H_2O(l) \rightarrow 4HF(aq) + O_2(g)$

(D) अभिक्रिया $NaH + H_2O \longrightarrow NaOH + H_2 \uparrow$ है।
इस अभिक्रिया में,रेखांकित परमाणु $NaH$ में हाइड्रोजन $(H)$ है।
जल-अपघटन पर,$NaH$ पानी के साथ अभिक्रिया करके $NaOH$ और $H_2$ गैस बनाता है।
$H_2$ एक द्विपरमाणुक अणु है और यह ऑक्सी अम्ल नहीं है।
अतः,उत्पाद न तो $-ic$ प्रत्यय वाला ऑक्सी अम्ल है और न ही $-ous$ प्रत्यय वाला।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।

(B) $Al_2S_3$ का जल-अपघटन इस प्रकार होता है: $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2S$।
$H_2S$ (हाइड्रोजन सल्फाइड) एक अम्लीय गैस है।
इसके विपरीत,$Li_2NH$ से $NH_3$ (क्षारीय),$CaC_2$ से $C_2H_2$ (उदासीन/दुर्बल अम्लीय) और $CaNCN$ से $NH_3$ (क्षारीय) गैस निकलती है।

(C) $Ca_3P_2 + 6H_2O \to 3Ca(OH)_2 + 2PH_3 \uparrow$ ($PH_3$ एक क्षारीय गैस है)।
$(b)$ $AlN + 3H_2O \to Al(OH)_3 + NH_3 \uparrow$ ($NH_3$ एक क्षारीय गैस है)।
$(c)$ $Al_2S_3 + 6H_2O \to 2Al(OH)_3 + 3H_2S \uparrow$ ($H_2S$ एक अम्लीय गैस है)।
$(d)$ $CaH_2 + 2H_2O \to Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow$ ($H_2$ एक उदासीन गैस है)।

(C) जलयोजित सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट $(Na_2 Al_2 Si_2 O_8 \cdot x H_2 O)$ को परम्यूटिट या जिओलाइट कहा जाता है।
जल मृदुकरण प्रक्रिया के दौरान,परम्यूटिट में मौजूद $Na^+$ आयन कठोर जल में उपस्थित $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ आयनों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।
जब सभी $Na^+$ आयन $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ आयनों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं,तो परम्यूटिट को एग्जॉस्टेड (exhausted) कहा जाता है।
अतः,एग्जॉस्टेड परम्यूटिट $Ca Al_2 Si_2 O_8 \cdot x H_2 O$ (या संबंधित मैग्नीशियम लवण) है।

(C) पॉलीमेटफॉस्फेट्स,जैसे कि सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट $(Na_6P_6O_{18})$,का उपयोग आमतौर पर जल मृदुकारी के रूप में किया जाता है।
ये जल की कठोरता के लिए जिम्मेदार धातु धनायनों,जैसे $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$,को अलग (sequester) करके कार्य करते हैं।
ये पॉलीफॉस्फेट्स इन धनायनों के साथ स्थिर,घुलनशील संकुल बनाते हैं,जिससे वे साबुन के साथ प्रतिक्रिया करके मैल (scum) नहीं बना पाते हैं।
अतः,सही क्रियाविधि कठोर जल के धनायनों के साथ घुलनशील संकुल बनाना है।

(D) $1$. $D_2O$ (ड्यूटेरियम ऑक्साइड) का आणविक द्रव्यमान $(20 \ g/mol)$,$H_2O$ $(18 \ g/mol)$ की तुलना में अधिक होता है। परिणामस्वरूप,समान तापमान पर $D_2O$ का घनत्व $H_2O$ से अधिक होता है।
$2$. $H_2O$ के लिए अधिकतम घनत्व का तापमान $4 \ ^\circ C$ $(277 \ K)$ है,जबकि $D_2O$ के लिए यह $11.6 \ ^\circ C$ $(284.6 \ K)$ है। अतः,$D_2O$ के लिए अधिकतम घनत्व का तापमान अधिक होता है।
$3$. श्यानता के संदर्भ में,$D_2O$ में मजबूत हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण यह $H_2O$ की तुलना में अधिक श्यान होता है।
$4$. इसलिए,कथन $A$ और $B$ दोनों सही हैं।

(D) अस्थायी कठोरता $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ के बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है और इसे पानी उबालकर दूर किया जा सकता है।
स्थायी कठोरता पानी में क्लोराइड और सल्फेट के रूप में मैग्नीशियम और कैल्शियम के घुलनशील लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
स्थायी कठोरता को पानी उबालकर दूर नहीं किया जा सकता है; इसके लिए रासायनिक उपचार (जैसे वाशिंग सोडा,आयन एक्सचेंज रेजिन) की आवश्यकता होती है।
इसलिए,यह कथन कि स्थायी कठोरता को उबालकर दूर किया जा सकता है,गलत है।

(B) बर्फ में,प्रत्येक जल का अणु हाइड्रोजन बंधों द्वारा चार अन्य जल के अणुओं से त्रिविमीय चतुष्फलकीय व्यवस्था में जुड़ा होता है। यह एक खुली पिंजरे जैसी संरचना बनाता है जिसमें बड़े खाली स्थान होते हैं। जब बर्फ पिघलती है,तो ये हाइड्रोजन बंध टूट जाते हैं और अणु इन खाली स्थानों में आ जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप बर्फ की तुलना में तरल जल का घनत्व अधिक होता है।

(A) जल की अस्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है।
क्लार्क की प्रक्रिया में बुझे हुए चूने $(Ca(OH)_{2})$ का उपयोग घुलनशील बाइकार्बोनेट को अघुलनशील कार्बोनेट में परिवर्तित करके इस कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Ca(OH)_{2} + Ca(HCO_{3})_{2} \rightarrow 2 CaCO_{3} \downarrow + 2 H_{2}O$

(A) कठोरता को $CaCO_3$ के समतुल्य के रूप में व्यक्त किया जाता है।
सूत्र: $\text{कठोरता} = \text{लवण का द्रव्यमान} \times \frac{\text{CaCO}_3 \text{का मोलर द्रव्यमान}}{\text{लवण का मोलर द्रव्यमान}}$.
$1$. $MgSO_4$ $(M = 120 \ g/mol)$ के लिए: $\text{कठोरता} = 30 \times \frac{100}{120} = 25 \ ppm$.
$2$. $MgCl_2$ $(M = 95 \ g/mol)$ के लिए: $\text{कठोरता} = 19 \times \frac{100}{95} = 20 \ ppm$.
कुल कठोरता = $25 + 20 = 45 \ ppm$.

(A) कालगोन सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट का व्यावसायिक नाम है,जिसका रासायनिक सूत्र $Na_2[Na_4(PO_3)_6]$ है।
इसका उपयोग जल को मृदु बनाने के लिए किया जाता है,जहाँ यह कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ घुलनशील संकुल (complex) बनाकर उन्हें अलग कर देता है।

(A) पानी की कठोरता कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों की उपस्थिति के कारण होती है। कैलगन (सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट,$Na_6P_6O_{18}$) पानी को मृदु बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली एक प्रसिद्ध विधि है। यह इन आयनों को घुलनशील परिसरों में बांधकर पानी की कठोरता को दूर करता है।

(D) सही मिलान इस प्रकार है:
$1.$ भारी जल $D_2O$ है $(1-c)$।
$2.$ अस्थायी कठोरता जल में $Ca$ और $Mg$ के बाइकार्बोनेट के कारण होती है $(2-a)$।
$3.$ मृदु जल में कोई बाहरी आयन नहीं होते हैं $(3-b)$।
$4.$ स्थायी कठोरता जल में $Ca$ और $Mg$ के सल्फेट और क्लोराइड के कारण होती है $(4-d)$।
अतः,सही क्रम $1-c, 2-a, 3-b, 4-d$ है।

(C) भारी जल $(D_2O)$ का निर्माण जल के निरंतर विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है।
चूंकि $H_2O$ का विद्युत अपघटन $D_2O$ की तुलना में तेजी से होता है,इसलिए विद्युत अपघटन के कई चरणों के बाद शेष जल $D_2O$ में समृद्ध हो जाता है।
व्यावहारिक रूप से,इस प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए निकेल इलेक्ट्रोड के साथ $0.5 \ M \ NaOH$ घोल का उपयोग किया जाता है।

(C) जल की कठोरता उसमें घुले हुए कैल्शियम और मैग्नीशियम के लवणों के कारण होती है।
जल की कुल कठोरता को व्यक्त करने के लिए,सभी घुले हुए कैल्शियम और मैग्नीशियम लवणों की सांद्रता को $CaCO_3$ की समतुल्य मात्रा में बदलना एक मानक प्रक्रिया है।
यह इसलिए किया जाता है क्योंकि $CaCO_3$ का आणविक भार $100 \ g/mol$ है,जो गणना को सरल बनाता है।
अतः,कठोरता की मात्रा को $CaCO_3$ के समतुल्य भार के $ppm$ (parts per million) में व्यक्त किया जाता है।

(C) क्लार्क विधि का उपयोग पानी की अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,कठोर जल में चूने की एक निश्चित मात्रा,यानी कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$,मिलाई जाती है।
यह कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम कार्बोनेट का अवक्षेप बनाता है: $Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + 2H_2O$.

(B) अस्थायी कठोरता मैग्नीशियम और कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होती है। इसे $CaO$ (चूना) मिलाकर दूर किया जा सकता है,जो बाइकार्बोनेट को कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करता है।
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + 2H_2O$.
स्थायी कठोरता मैग्नीशियम और कैल्शियम के घुलनशील क्लोराइड और सल्फेट की उपस्थिति के कारण होती है। इसे सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ मिलाकर दूर किया जा सकता है,जो इन्हें अघुलनशील कार्बोनेट में बदल देता है।
$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$.

(D) जिओलाइट को $NaAlSiO_4$ के रूप में दर्शाया जाता है।
जब $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों वाले कठोर जल को जिओलाइट की परत से गुजारा जाता है,तो जिओलाइट में मौजूद सोडियम आयन $(Na^+)$ $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।
अभिक्रिया: $Na_2Al_2Si_2O_8(s) + M^{2+}(aq) \rightarrow MAl_2Si_2O_8(s) + 2Na^+(aq)$ (जहाँ $M = Ca, Mg$)।
यह प्रक्रिया पानी से कठोरता पैदा करने वाले आयनों को प्रभावी ढंग से हटा देती है।

(C) पॉलीफॉस्फेट,जैसे कि सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट $(Na_6P_6O_{18})$,का उपयोग आमतौर पर जल मृदुकारी के रूप में किया जाता है।
वे पानी की कठोरता के लिए जिम्मेदार धातु आयनों,जैसे $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$,को अलग (sequester) करके कार्य करते हैं।
ये आयन प्रकृति में $cationic$ (धनायनिक) होते हैं।
पॉलीफॉस्फेट ऋणायन इन $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के साथ स्थिर,जल-घुलनशील संकुल बनाते हैं,जिससे वे साबुन के साथ प्रतिक्रिया करने या पपड़ी (scale) बनाने से रुक जाते हैं।
इसलिए,वे धनायनिक घटकों के साथ घुलनशील संकुल बनाते हैं।

(A) जल की स्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड और सल्फेट लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
इसे वाशिंग सोडा $(Na_2CO_3)$ मिलाकर दूर किया जा सकता है।
अभिक्रिया: $Ca^{2+} + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2Na^+$.
$CaCO_3$ अवक्षेपित हो जाता है,जिससे कठोरता दूर हो जाती है।

(D) किसी द्रव में पानी की उपस्थिति का पता निर्जल कॉपर सल्फेट $(CuSO_4)$ का उपयोग करके लगाया जा सकता है।
निर्जल कॉपर सल्फेट सफेद रंग का होता है।
जब यह पानी के संपर्क में आता है,तो यह पानी को अवशोषित करके जलयोजित कॉपर सल्फेट $(CuSO_4 \cdot 5H_2O)$ बनाता है,जो नीले रंग का होता है।
सफेद से नीले रंग में यह परिवर्तन पानी की उपस्थिति की पुष्टि करता है।

(A) बर्फ की संरचना में,प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु $4$ हाइड्रोजन परमाणुओं से घिरा होता है।
इनमें से दो हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन के साथ सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े होते हैं,जबकि अन्य दो हाइड्रोजन बंध द्वारा जुड़े होते हैं।
यह व्यवस्था ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर एक चतुष्फलकीय ज्यामिति बनाती है।

(B) एलेन $AlH_3$ सूत्र वाला एक रासायनिक यौगिक है।
यह एल्युमीनियम का एक बहुलक (polymeric) हाइड्राइड है,जिसे इसकी ठोस अवस्था में ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणुओं वाली संरचना के कारण $(AlH_3)_n$ के रूप में दर्शाया जाता है।
इसलिए,इसकी रासायनिक प्रकृति का सबसे सटीक निरूपण $(AlH_3)_n$ है।

(C) 'प्लम्बो सॉल्वेंसी' शब्द लेड की साधारण पानी में घुलने की क्षमता को संदर्भित करता है,विशेष रूप से जब पानी में घुली हुई ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड मौजूद हो। यह प्रक्रिया पानी में लेड आयनों के संदूषण का कारण बनती है,जो विषाक्त होते हैं।