Water or hydride of oxygen Questions in Hindi

(B) जिओलाइट,जिसे $Na_2Ze$ के रूप में दर्शाया जाता है,एक आयन विनिमयकर्ता के रूप में कार्य करता है। जब इसमें से $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ आयनों वाला कठोर जल गुजारा जाता है,तो जिओलाइट में मौजूद सोडियम आयन $(Na^+)$ इन कठोरता पैदा करने वाले आयनों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $Na_2Ze(s) + Ca^{2+}(aq) \to CaZe(s) + 2Na^+(aq)$.

(A) अमोनियम नाइट्रेट $(NH_4NO_3)$ का तापीय अपघटन निम्नलिखित अभिक्रिया द्वारा होता है:
$NH_4NO_3(s) \xrightarrow{\Delta} N_2O(g) + 2H_2O(l)$
यहाँ,$(A)$ $NH_4NO_3$ है,$(B)$ $N_2O$ (एक रंगहीन उदासीन गैस) है,और $(C)$ $H_2O$ (कमरे के तापमान पर द्रव जो लिटमस के प्रति उदासीन है) है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(B) जल की अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए क्लार्क विधि का उपयोग किया जाता है,जिसमें चूने का पानी $(Ca(OH)_2)$ मिलाया जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया:
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2 CaCO_3 \downarrow + 2 H_2O$

(D) जिओलाइट प्रक्रिया केवल धनायनों ($Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$) के आदान-प्रदान तक सीमित है।
$2 NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow MZ_{2(s)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$
(जहाँ $M = Ca, Mg$)
इसके विपरीत,सिंथेटिक रेजिन विधि अधिक कुशल है क्योंकि यह धनायन विनिमय रेजिन ($Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ को हटाने के लिए) और ऋणायन विनिमय रेजिन ($Cl^{-}$,$HCO_{3}^{-}$,$SO_{4}^{2-}$ आदि को हटाने के लिए) दोनों का उपयोग करती है,जिसके परिणामस्वरूप विखनिजीकृत जल प्राप्त होता है।
$I$. धनायन विनिमय: $2 RNa_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow R_{2}M_{(s)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$
$II$. ऋणायन विनिमय: $RNH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)} + X^{-}_{(aq)} \rightarrow RNH_{3}^{+}X^{-}_{(s)} + OH^{-}_{(aq)}$
(जहाँ $X = Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, SO_{4}^{2-}$)

(A) आयनिक चालकता जल में घुले हुए आयनों की सांद्रता के सीधे समानुपाती होती है।
आसुत जल को आसवन प्रक्रिया द्वारा शुद्ध किया जाता है,जिससे घुले हुए लवण और खनिज निकल जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप आयनों की सांद्रता सबसे कम होती है।
इसलिए,कुएं के पानी,खारे पानी या समुद्र के पानी की तुलना में आसुत जल सबसे कम आयनिक चालकता प्रदर्शित करता है,क्योंकि इसमें घुले हुए इलेक्ट्रोलाइट्स की मात्रा बहुत कम होती है।

(A) $CuSO_{4} \cdot 5H_{2}O$ की संरचना को $[Cu(H_{2}O)_{4}]SO_{4} \cdot H_{2}O$ के रूप में दर्शाया जाता है।
इस संरचना में,जल के चार अणु सीधे $Cu^{2+}$ आयन के साथ समन्वित (coordinated) होते हैं।
पांचवां जल का अणु $SO_{4}^{2-}$ आयन और समन्वित जल के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन द्वारा जुड़ा होता है।
इसलिए,केवल $1$ जल का अणु हाइड्रोजन-बंधित होता है।

(N/A) बर्फ जल का क्रिस्टलीय रूप है। यदि इसे वायुमंडलीय दबाव पर क्रिस्टलीकृत किया जाता है तो यह षट्कोणीय रूप ले लेती है, लेकिन यदि तापमान बहुत कम हो तो यह घनीय (क्यूबिक) रूप में संघनित हो जाती है।
बर्फ की त्रि-आयामी संरचना अत्यधिक व्यवस्थित होती है और इसमें हाइड्रोजन बंधन शामिल होता है।
प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु $276 \, pm$ की दूरी पर चार अन्य ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा चतुष्फलकीय रूप से घिरा होता है।
इस संरचना में विस्तृत छिद्र भी होते हैं जो उपयुक्त आकार के अणुओं को अंतराकाशी रूप से धारण कर सकते हैं।

(N/A) जल की अस्थायी कठोरता जल में मैग्नीशियम और कैल्शियम के हाइड्रोजन कार्बोनेट $(M(HCO_3)_2, \text{ जहाँ } M = Mg, Ca)$ लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
जल की स्थायी कठोरता जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड और सल्फेट $(CaCl_2, MgCl_2, CaSO_4, MgSO_4)$ लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।

(N/A) सिंथेटिक रेजिन का उपयोग करके पानी की स्थायी कठोरता को दूर करने की प्रक्रिया पानी में मौजूद धनायनों (जैसे,$Na^{+}$,$Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$) और ऋणायनों (जैसे,$Cl^{-}$,$SO_{4}^{2-}$,$HCO_{3}^{-}$) के क्रमशः $H^{+}$ और $OH^{-}$ आयनों के साथ विनिमय पर आधारित है।
सिंथेटिक रेजिन दो प्रकार के होते हैं:
$1)$ धनायन विनिमय रेजिन
$2)$ ऋणायन विनिमय रेजिन
धनायन विनिमय रेजिन बड़े कार्बनिक अणु होते हैं जिनमें $-SO_{3}H$ समूह होता है। रेजिन को पहले $NaCl$ के साथ उपचारित करके $RNa$ ( $RSO_{3}H$ से) में बदल दिया जाता है। यह रेजिन फिर $Na^{+}$ आयनों को $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ के साथ बदल देता है,जिससे पानी मृदु हो जाता है।
$2RNa + M_{(aq)}^{2+} \to R_{2}M_{(s)} + 2Na_{(aq)}^{+}$
धनायन विनिमय रेजिन $H^{+}$ रूप में भी होते हैं। ये रेजिन $H^{+}$ आयनों को $Na^{+}$,$Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के लिए विनिमय करते हैं।
$2RH + M_{(aq)}^{2+} \leftrightarrow MR_{2(s)} + 2H_{(aq)}^{+}$
ऋणायन विनिमय रेजिन पानी में मौजूद $Cl^{-}$,$HCO_{3}^{-}$,और $SO_{4}^{2-}$ जैसे ऋणायनों के लिए $OH^{-}$ आयनों का विनिमय करते हैं।
$RNH_{2(s)} + H_{2}O_{(l)} \leftrightarrow RNH_{3}^{+}.OH_{(s)}^{-}$ $\xrightarrow{+X_{(aq)}^{-}} RNH_{3}^{+}.X_{(s)}^{-} + OH_{(aq)}^{-}$
पूरी प्रक्रिया के दौरान,पानी पहले धनायन विनिमय प्रक्रिया से गुजरता है। इस प्रक्रिया के बाद प्राप्त पानी खनिज धनायनों से मुक्त होता है और प्रकृति में अम्लीय होता है। इस अम्लीय पानी को फिर ऋणायन विनिमय प्रक्रिया से गुजारा जाता है जहाँ $OH^{-}$ आयन $H^{+}$ आयनों को उदासीन कर देते हैं और पानी को आयन-मुक्त (de-ionize) कर देते हैं।

(N/A) जल की उभयधर्मी प्रकृति को निम्नलिखित अभिक्रियाओं के आधार पर समझाया जा सकता है:
$1)$ $H_2S$ के साथ अभिक्रिया (जल क्षार के रूप में कार्य करता है):
$H_2O_{(l)} + H_2S_{(aq)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + HS^{-}_{(aq)}$
$2)$ $NH_3$ के साथ अभिक्रिया (जल अम्ल के रूप में कार्य करता है):
$H_2O_{(l)} + NH_{3_{(aq)}} \rightleftharpoons OH^{-}_{(aq)} + NH^{+}_{4_{(aq)}}$
$3)$ जल का स्वतः-आयनन:
इस अभिक्रिया में,एक जल का अणु अम्ल के रूप में और दूसरा क्षार के रूप में कार्य करता है:
$H_2O_{(l)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$

(N/A) विखनिजीकृत जल सभी घुलनशील खनिज लवणों से मुक्त होता है। इसमें कोई भी ऋणायन (anions) या धनायन (cations) नहीं होते हैं।
विखनिजीकृत जल को पानी को क्रमिक रूप से धनायन विनिमय (cation exchange) ($H^+$ रूप में) और ऋणायन विनिमय (anion exchange) ($OH^-$ रूप में) रेजिन से गुजार कर प्राप्त किया जाता है।
धनायन विनिमय प्रक्रिया के दौरान,$H^+$ पानी में मौजूद $Na^+, Mg^{2+}, Ca^{2+}$ और अन्य धनायनों के साथ विनिमय करता है।
$2RH_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \leftrightarrow MR_{2(s)} + 2H^+_{(aq)} \dots (1)$
ऋणायन विनिमय प्रक्रिया में,$OH^-$ पानी में मौजूद $CO_3^{2-}, SO_4^{2-}, Cl^-, HCO_3^-$ आदि जैसे ऋणायनों के साथ विनिमय करता है।
$RNH_{2(s)} + H_2O_{(l)} \leftrightarrow RNH_3^+OH^-_{(s)}$
$RNH_3^+OH^-_{(s)} + X^-_{(aq)} \leftrightarrow RNH_3^+X^-_{(s)} + OH^-_{(aq)} \dots (2)$
अभिक्रिया $(2)$ में मुक्त हुए $OH^-$ आयन,अभिक्रिया $(1)$ में मुक्त हुए $H^+$ आयनों को उदासीन कर देते हैं,जिससे जल का निर्माण होता है।
$H^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \longrightarrow H_2O_{(l)}$

(N/A) नहीं,विखनिजीकृत या आसुत जल पीने के लिए उपयोगी नहीं है क्योंकि इसमें $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों जैसे आवश्यक खनिजों की कमी होती है,जो मानव शरीर के लिए आवश्यक हैं।
इसे नियंत्रित मात्रा में आवश्यक खनिज मिलाकर या आवश्यक खनिज संतुलन को बहाल करने के लिए इसे थोड़ी मात्रा में खनिज युक्त पानी के साथ मिलाकर उपयोगी बनाया जा सकता है।

(N/A) जल जीवन के सभी रूपों के लिए आवश्यक है। यह मानव शरीर का लगभग $65 \%$ और पौधों का $95 \%$ भाग बनाता है। जल अपनी उच्च विशिष्ट ऊष्मा,तापीय चालकता,पृष्ठ तनाव,द्विध्रुव आघूर्ण और परावैद्युत स्थिरांक के कारण जीवमंडल में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जल की उच्च वाष्पीकरण ऊष्मा और ऊष्मा धारिता सभी जीवित प्राणियों के जलवायु और शरीर के तापमान को नियंत्रित करने में मदद करती है। यह पौधों और जानवरों द्वारा विभिन्न चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक विभिन्न पोषक तत्वों के वाहक के रूप में कार्य करता है।

जल अपने उच्च परावैद्युत स्थिरांक $(78.39 \, C^{2} / Nm^{2})$ और उच्च द्विध्रुव आघूर्ण के कारण एक सार्वत्रिक विलायक है।
$(i)$ जल आयनिक यौगिकों को आयन-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया द्वारा और उन सहसंयोजक यौगिकों को घोलता है जो जल के साथ हाइड्रोजन बंध बनाने में सक्षम होते हैं।
$(ii)$ जल धात्विक और अधात्विक ऑक्साइड,हाइड्राइड,कार्बाइड,फॉस्फाइड और नाइट्राइड सहित विभिन्न यौगिकों का जल-अपघटन करता है। जल-अपघटन के दौरान,जल के $H^{+}$ और $OH^{-}$ आयन अभिकारक अणु के साथ अभिक्रिया करते हैं।
जल-अपघटन अभिक्रियाओं के उदाहरण:
$CaO + H_{2}O \longrightarrow Ca(OH)_{2}$
$NaH + H_{2}O \longrightarrow NaOH + H_{2}$
$CaC_{2} + H_{2}O \longrightarrow C_{2}H_{2} + Ca(OH)_{2}$

(N/A) सेलाइन हाइड्राइड्स प्रकृति में आयनिक होते हैं। वे पानी के साथ प्रतिक्रिया करके धातु हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं और साथ ही हाइड्रोजन गैस मुक्त करते हैं।
सेलाइन हाइड्राइड्स की पानी के साथ प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
$AH_{(s)} + H_2O_{(l)} \to AOH_{(aq)} + H_{2(g)}$
(जहाँ,$A = Na, Ca, \dots$)
जब इन्हें कार्बनिक विलायक में मिलाया जाता है,तो वे उसमें मौजूद पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। हाइड्रोजन गैस वायुमंडल में निकल जाती है और धातु हाइड्रॉक्साइड पीछे रह जाता है। इसके बाद सूखे कार्बनिक विलायक को आसवन (distillation) द्वारा अलग किया जा सकता है।

(N/A) $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों की उपस्थिति के कारण साबुन कठोर जल में अवक्षेप (scum) बनाते हैं,लेकिन वे मृदु जल में अवक्षेप नहीं बनाते हैं। इसलिए,साबुन का उपयोग पानी की कठोरता की जाँच करने के लिए किया जा सकता है।
दूसरी ओर,सिंथेटिक डिटर्जेंट न तो कठोर जल में और न ही मृदु जल में अवक्षेप बनाते हैं क्योंकि उनके कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण पानी में घुलनशील होते हैं। इसलिए,सिंथेटिक डिटर्जेंट का उपयोग पानी की कठोरता की जाँच करने के लिए नहीं किया जा सकता है।

सभी जीवित जीवों का एक बड़ा हिस्सा जल से बना होता है। मानव शरीर में लगभग $65 \%$ और कुछ पौधों में $95 \%$ तक जल होता है।
यह सभी जीवन रूपों के अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण यौगिक है।
यह अत्यधिक महत्व का विलायक है।
जल की उच्च वाष्पीकरण ऊष्मा और ऊष्मा धारिता जलवायु और जीवित प्राणियों के शरीर के तापमान को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार हैं।
यह पौधों और जानवरों के चयापचय के लिए आवश्यक आयनों और अणुओं के परिवहन के लिए एक उत्कृष्ट विलायक के रूप में कार्य करता है।
पृथ्वी की सतह पर जल का वितरण समान नहीं है। विश्व की अनुमानित जल आपूर्ति निम्नलिखित तालिका में दी गई है:

स्रोत	कुल का $\%$
महासागर	$97.33$
खारे झीलें और आंतरिक समुद्र	$0.008$
ध्रुवीय बर्फ और ग्लेशियर	$2.04$
भूजल	$0.61$
झीलें	$0.009$
मिट्टी की नमी	$0.005$
वायुमंडलीय जल वाष्प	$0.001$
नदियाँ	$0.0001$

(N/A) सभी जीवित जीवों का एक बड़ा हिस्सा जल से बना होता है। मानव शरीर में लगभग $65 \%$ और कुछ पौधों में $95 \%$ तक जल होता है।
यह सभी जीवन रूपों के अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण यौगिक है।
यह बहुत महत्वपूर्ण विलायक है।
पृथ्वी की सतह पर जल का वितरण समान नहीं है। अनुमानित विश्व जल आपूर्ति निम्नलिखित तालिका में दी गई है।
वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा और ऊष्मा धारिता जलवायु और जीवित प्राणियों के शरीर के तापमान को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार हैं।
यह पौधों और जानवरों के चयापचय के लिए आवश्यक आयनों और अणुओं के परिवहन के लिए एक उत्कृष्ट विलायक है।

सभी सजीवों का एक बड़ा हिस्सा जल से बना होता है। मानव शरीर में लगभग $65 \%$ और कुछ पौधों में $95 \%$ तक जल होता है।
यह सभी जीवन रूपों के अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण यौगिक है।
यह जैविक प्रक्रियाओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण विलायक के रूप में कार्य करता है।
जल की उच्च वाष्पीकरण ऊष्मा और ऊष्मा धारिता जलवायु को नियंत्रित करने और सजीवों के शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है।
यह पौधों और जानवरों के चयापचय के लिए आवश्यक आयनों और अणुओं के परिवहन के लिए एक उत्कृष्ट विलायक है।
पृथ्वी की सतह पर जल का वितरण समान नहीं है। विश्व में जल की अनुमानित आपूर्ति नीचे दी गई तालिका में दी गई है:

स्रोत	कुल का $\%$
महासागर	$97.33$
खारे झीलें और आंतरिक समुद्र	$0.008$
ध्रुवीय बर्फ और ग्लेशियर	$2.04$
भूजल	$0.61$
झीलें	$0.009$
मिट्टी की नमी	$0.005$
वायुमंडलीय जल वाष्प	$0.001$
नदियाँ	$0.0001$

(N/A) जल एक ध्रुवीय अणु है जिसका परावैद्युत स्थिरांक (dielectric constant) उच्च ($298 \ K$ पर $78.39$) होता है,जो इसे आयनिक यौगिकों को घोलने में सक्षम बनाता है। यह अल्कोहल और कार्बोहाइड्रेट जैसे ध्रुवीय सहसंयोजक अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बनाता है।
$(i)$ जल आयनिक यौगिकों (जैसे $NaCl$) और ध्रुवीय सहसंयोजक यौगिकों (जैसे ग्लूकोज,इथेनॉल) को घोलता है।
$(ii)$ जल कई सहसंयोजक और आयनिक यौगिकों का जल-अपघटन करता है,जैसे धातु ऑक्साइड,अधातु ऑक्साइड और हैलाइड। उदाहरण के लिए,$P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4$ और $SiCl_4 + 2H_2O \rightarrow SiO_2 + 4HCl$।

(N/A) जल एक रंगहीन और स्वादहीन द्रव है। संघनित अवस्था (द्रव और ठोस अवस्था) में जल के असामान्य गुण जल के अणुओं के बीच व्यापक हाइड्रोजन बंधन की उपस्थिति के कारण होते हैं।
इसके कारण $H_{2}S$ और $H_{2}Se$ की तुलना में इसका हिमांक,क्वथनांक,वाष्पीकरण की ऊष्मा और संलयन की ऊष्मा अधिक होती है।
अन्य द्रवों की तुलना में,जल की विशिष्ट ऊष्मा,तापीय चालकता,पृष्ठ तनाव,द्विध्रुव आघूर्ण और परावैद्युत स्थिरांक अधिक होते हैं।
ये गुण जल को जीवमंडल में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने में सक्षम बनाते हैं।
यह पौधों और जानवरों के चयापचय के लिए आवश्यक आयनों और अणुओं के परिवहन के लिए एक उत्कृष्ट विलायक है।
ध्रुवीय अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन के कारण,अल्कोहल और कार्बोहाइड्रेट जैसे सहसंयोजक यौगिक भी जल में घुल जाते हैं।

(N/A) गैसीय अवस्था में, जल एक मुड़ा हुआ (bent) अणु है, जिसका बंध कोण $104.5^{\circ}$ और $O-H$ बंध लंबाई $95.7 \text{ pm}$ होती है।
ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर के कारण यह एक अत्यधिक ध्रुवीय अणु है।
द्रव अवस्था में, जल के अणु हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक-दूसरे से जुड़े होते हैं।
जल का क्रिस्टलीय रूप बर्फ है। वायुमंडलीय दबाव पर बर्फ षट्कोणीय रूप में क्रिस्टलीकृत होती है, लेकिन बहुत कम तापमान पर यह घनीय (cubic) रूप में संघनित हो जाती है।
बर्फ का घनत्व जल से कम होता है, यही कारण है कि बर्फ का टुकड़ा जल पर तैरता है।
सर्दियों के मौसम में, झील की सतह पर बनी बर्फ ऊष्मीय कुचालक के रूप में कार्य करती है, जो जलीय जीवों के अस्तित्व को सुनिश्चित करती है।

(N/A) बर्फ की एक अत्यधिक व्यवस्थित त्रि-आयामी हाइड्रोजन-बंधित संरचना होती है।
$X$-किरणों द्वारा बर्फ के क्रिस्टलों की जांच से पता चलता है कि प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु $276 \text{ pm}$ की दूरी पर अन्य चार ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा चतुष्फलकीय रूप से घिरा होता है।
हाइड्रोजन बंधन बर्फ को विस्तृत छिद्रों के साथ एक खुली संरचना प्रदान करता है। ये छिद्र उपयुक्त आकार के कुछ अन्य अणुओं को अंतराकाशी रूप से धारण कर सकते हैं।

(N/A) बर्फ की एक अत्यधिक व्यवस्थित त्रि-आयामी हाइड्रोजन-बंधित संरचना होती है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
$X$-किरणों के साथ बर्फ के क्रिस्टल की जांच से पता चलता है कि प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु $276 \text{ pm}$ की दूरी पर अन्य चार ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा चतुष्फलकीय रूप से घिरा होता है।
हाइड्रोजन बंधन बर्फ को विस्तृत छिद्रों के साथ एक खुली संरचना प्रदान करता है। ये छिद्र उपयुक्त आकार के कुछ अन्य अणुओं को अंतराकाशी रूप से धारण कर सकते हैं।

जल बड़ी संख्या में पदार्थों के साथ अभिक्रिया करता है। कुछ महत्वपूर्ण अभिक्रियाएँ नीचे दी गई हैं।
$(i)$ उभयधर्मी प्रकृति: इसमें अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है,अर्थात यह एक उभयधर्मी पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है। ब्रॉन्स्टेड अवधारणा के अनुसार,यह $NH_{3}$ के साथ अम्ल के रूप में और $H_{2}S$ के साथ क्षार के रूप में कार्य करता है।
$H_{2}O_{(l)} + NH_{3(aq)} \rightleftharpoons OH^{-}_{(aq)} + NH_{4(aq)}^{+}$
$H_{2}O_{(l)} + H_{2}S_{(aq)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + HS^{-}_{(aq)}$
जल का स्वतः-प्रोटोलाइसिस (स्वयं-आयनन) इस प्रकार होता है:
$H_{2}O_{(l)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons H_{3}O^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
$(ii)$ जल से संबंधित रेडॉक्स अभिक्रियाएँ: अत्यधिक विद्युत-धनात्मक धातुओं द्वारा जल का आसानी से डाइहाइड्रोजन में अपचयन किया जा सकता है।
$2H_{2}O_{(l)} + 2Na_{(s)} \longrightarrow 2NaOH_{(aq)} + H_{2(g)}$
इस प्रकार,यह डाइहाइड्रोजन का एक बड़ा स्रोत है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान जल का $O_{2}$ में ऑक्सीकरण होता है।
$6CO_{2(g)} + 12H_{2}O_{(l)} \longrightarrow C_{6}H_{12}O_{6(aq)} + 6H_{2}O_{(l)} + 6O_{2(g)}$
फ्लोरीन के साथ भी,इसका $O_{2}$ में ऑक्सीकरण होता है:
$2F_{2(g)} + 2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow 4H^{+}_{(aq)} + 4F^{-}_{(aq)} + O_{2(g)}$

वर्षा का जल लगभग शुद्ध होता है। एक अच्छा विलायक होने के कारण,जब यह पृथ्वी की सतह पर बहता है,तो यह कई लवणों को घोल लेता है।
जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवणों की उपस्थिति,जो हाइड्रोजनकार्बोनेट,क्लोराइड और सल्फेट के रूप में होते हैं,जल को 'कठोर' बनाती है।
कठोर जल साबुन के साथ झाग नहीं देता है। कैल्शियम और मैग्नीशियम के घुलनशील लवणों से मुक्त जल को 'मृदु' जल कहा जाता है। यह साबुन के साथ आसानी से झाग देता है।
कठोर जल साबुन के साथ अवक्षेप (scum) बनाता है। सोडियम स्टीयरेट $(C_{17}H_{35}COONa)$ युक्त साबुन कठोर जल के साथ अभिक्रिया करके $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ स्टीयरेट का अवक्षेप बनाता है।
$2 C_{17}H_{35}COONa_{(aq)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow (C_{17}H_{35}COO)_{2} M_{(s)} \downarrow + 2 Na^{+}_{(aq)}$
यहाँ,$M$ का अर्थ $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ है।
इसलिए,यह कपड़े धोने के लिए अनुपयुक्त है। यह बॉयलरों के लिए भी हानिकारक है क्योंकि लवणों के जमा होने से पपड़ी (scale) बन जाती है,जो बॉयलर की दक्षता को कम कर देती है। जल की कठोरता दो प्रकार की होती है: $(i)$ अस्थायी कठोरता,और $(ii)$ स्थायी कठोरता।

(N/A) $(i)$ उबालना: उबालने के दौरान,घुलनशील $Mg(HCO_{3})_{2}$ अघुलनशील $Mg(OH)_{2}$ में और $Ca(HCO_{3})_{2}$ अघुलनशील $CaCO_{3}$ में परिवर्तित हो जाता है। चूंकि $Mg(OH)_{2}$ का विलेयता गुणनफल $MgCO_{3}$ की तुलना में कम होता है,इसलिए $Mg(OH)_{2}$ अवक्षेपित हो जाता है। इन अवक्षेपों को छानकर अलग किया जा सकता है,जिससे मृदु जल प्राप्त होता है।
$Mg(HCO_{3})_{2} \xrightarrow{\Delta} Mg(OH)_{2} \downarrow + 2CO_{2} \uparrow$
$Ca(HCO_{3})_{2} \xrightarrow{\Delta} CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O + CO_{2} \uparrow$
$(ii)$ क्लार्क विधि: इस विधि में कठोर जल में चूने $(Ca(OH)_{2})$ की एक निश्चित मात्रा मिलाई जाती है। यह कैल्शियम कार्बोनेट और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड को अवक्षेपित करता है,जिसे छानकर अलग किया जा सकता है।
$Ca(HCO_{3})_{2} + Ca(OH)_{2} \longrightarrow 2CaCO_{3} \downarrow + 2H_{2}O$
$Mg(HCO_{3})_{2} + 2Ca(OH)_{2} \longrightarrow 2CaCO_{3} \downarrow + Mg(OH)_{2} \downarrow + 2H_{2}O$

(N/A) स्थायी कठोरता जल में मैग्नीशियम और कैल्शियम के क्लोराइड और सल्फेट लवणों की उपस्थिति के कारण होती है।
स्थायी कठोरता को उबालकर दूर नहीं किया जा सकता है। इसे निम्नलिखित विधियों द्वारा दूर किया जा सकता है:
$(i)$ वाशिंग सोडा (सोडियम कार्बोनेट) के साथ उपचार: वाशिंग सोडा कठोर जल में घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम क्लोराइड और सल्फेट के साथ अभिक्रिया करके अघुलनशील कार्बोनेट बनाता है।
$MCl_{2} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + 2NaCl$ $(M = Mg, Ca)$
$MSO_{4} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$
$(ii)$ कैलगन विधि: सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट $(Na_{6}P_{6}O_{18})$,जिसे व्यावसायिक रूप से 'कैलगन' कहा जाता है,जब इसे कठोर जल में मिलाया जाता है,तो निम्नलिखित अभिक्रियाएँ होती हैं:
$Na_{6}P_{6}O_{18} \longrightarrow 2Na^{+} + Na_{4}P_{6}O_{18}^{2-}$
$M^{2+} + [Na_{4}P_{6}O_{18}]^{2-} \longrightarrow [Na_{2}MP_{6}O_{18}]^{2-} + 2Na^{+}$ $(M = Mg, Ca)$
यह संकुल आयन $Mg^{2+}$ और $Ca^{2+}$ आयनों को विलयन में बनाए रखता है।
$(iii)$ आयन-विनिमय विधि: इस विधि को जिओलाइट/परम्यूटिट प्रक्रिया भी कहा जाता है। जलयोजित सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट जिओलाइट/परम्यूटिट है।
सरलता के लिए,सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट $(NaAlSiO_{4})$ को $NaZ$ के रूप में लिखा जा सकता है। जब इसे कठोर जल में मिलाया जाता है,तो विनिमय अभिक्रियाएँ होती हैं:
$2NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow MZ_{2(s)} + 2Na^{+}_{(aq)}$ $(M = Mg, Ca)$

(N/A) विखनिजीकृत जल वह जल है जो सभी घुलनशील खनिज लवणों,जैसे कि $Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$,$Na^{+}$,$Cl^{-}$,$SO_{4}^{2-}$ और $HCO_{3}^{-}$ आयनों से मुक्त होता है।
इसे जल को क्रमिक रूप से एक धनायन विनिमय रेजिन ($H^{+}$ रूप में) और एक ऋणायन विनिमय रेजिन ($OH^{-}$ रूप में) से गुजार कर प्राप्त किया जाता है।
$1.$ धनायन विनिमय प्रक्रिया में,जल में उपस्थित $Na^{+}$,$Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$ और अन्य धनायनों के बदले $H^{+}$ आयन विनिमयित होते हैं:
$2RH_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow MR_{2(s)} + 2H^{+}_{(aq)}$
$2.$ ऋणायन विनिमय प्रक्रिया में,$Cl^{-}$,$HCO_{3}^{-}$ और $SO_{4}^{2-}$ जैसे ऋणायनों के बदले $OH^{-}$ आयन विनिमयित होते हैं:
$R'NH_{2(s)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow R'NH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)}$
$R'NH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)} + X^{-}_{(aq)} \longrightarrow R'NH_{3}^{+}X^{-}_{(s)} + OH^{-}_{(aq)}$
अंत में,प्रक्रिया में मुक्त हुए $H^{+}$ और $OH^{-}$ आयन मिलकर जल बनाते हैं:
$H^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)} \longrightarrow H_{2}O_{(l)}$

(N/A) विखनिजीकृत जल पीने के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि इसमें मानव शरीर के लिए आवश्यक $Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$ और अन्य सूक्ष्म तत्वों जैसे आवश्यक खनिजों की कमी होती है। आसुत जल भी पीने के लिए आदर्श नहीं है क्योंकि इसमें भी इन आवश्यक खनिजों का अभाव होता है। ऐसे जल को पीने योग्य बनाने के लिए,इसमें आवश्यक खनिजों और लवणों की नियंत्रित मात्रा मिलाकर इसका पुन:खनिजीकरण (remineralization) किया जाना चाहिए और इसके स्वाद को बेहतर बनाने के लिए इसे वातित (aerated) किया जाना चाहिए।

(N/A) जल की स्थायी कठोरता जल में उपस्थित कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड और सल्फेट के घुलनशील लवणों के कारण होती है।
$(i)$ धावन सोडा (सोडियम कार्बोनेट) के साथ उपचार: धावन सोडा कठोर जल में उपस्थित घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम के सल्फेट और क्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके अघुलनशील कार्बोनेट बनाता है।
$MCl_{2} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + 2NaCl$ $(M = Mg, Ca)$
$MSO_{4} + Na_{2}CO_{3} \longrightarrow MCO_{3} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$
$(ii)$ कैलगन विधि: सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट $(Na_{6}P_{6}O_{18})$,जिसे व्यावसायिक रूप से 'कैलगन' कहा जाता है,को कठोर जल में मिलाया जाता है। अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$Na_{6}P_{6}O_{18} \longrightarrow 2Na^{+} + Na_{4}P_{6}O_{18}^{2-}$
$M^{2+} + Na_{4}P_{6}O_{18}^{2-} \longrightarrow [Na_{2}MP_{6}O_{18}]^{2-} + 2Na^{+}$ $(M = Mg, Ca)$
यह संकुल ऋणायन $Mg^{2+}$ और $Ca^{2+}$ आयनों को विलयन में बनाए रखता है।
$(iii)$ आयन-विनिमय विधि: इसे जिओलाइट/परम्यूटिट विधि भी कहा जाता है। जलयोजित सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट को जिओलाइट/परम्यूटिट कहा जाता है। इसे $NaZ$ के रूप में दर्शाया जाता है,जिसे कठोर जल में मिलाने पर विस्थापन अभिक्रिया होती है:
$2NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow MZ_{2(s)} + 2Na^{+}_{(aq)}$ $(M = Mg, Ca)$
जब जिओलाइट में सारा सोडियम उपयोग हो जाता है,तो यह अप्रभावी हो जाता है,लेकिन इसे जलीय सोडियम क्लोराइड विलयन द्वारा पुनर्जीवित किया जा सकता है:
$MZ_{2(s)} + 2NaCl_{(aq)} \longrightarrow 2NaZ_{(s)} + MCl_{2(aq)}$
$(iv)$ संश्लेषित रेजिन विधि: वर्तमान में कठोर जल को मृदु बनाने के लिए संश्लेषित धनायन विनिमयकों का उपयोग किया जाता है। यह विधि जिओलाइट विधि से अधिक प्रभावी है।
संश्लेषित रेजिन में $-SO_{3}H$ समूह वाला एक बड़ा कार्बनिक अणु होता है। रेजिन $(RSO_{3}H)$ को $NaCl$ के साथ उपचारित करके $(RNa)$ में बदल दिया जाता है। जब कठोर जल को इस रेजिन $(RNa)$ से गुजारा जाता है,तो $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयन $Na^{+}$ आयनों के साथ विनिमय हो जाते हैं:
$2RNa_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \longrightarrow R_{2}M_{(s)} + 2Na^{+}_{(aq)}$
इस रेजिन को जलीय सोडियम क्लोराइड विलयन की सहायता से पुनर्जीवित किया जा सकता है।

(N/A) भारी जल $(D_2O)$ मनुष्यों,पौधों और जानवरों के लिए हानिकारक है क्योंकि यह उनमें होने वाली जैव-रासायनिक अभिक्रियाओं की दर को धीमा कर देता है।
अतः,भारी जल जीवन का समर्थन नहीं करता है और यह पीने के लिए उपयुक्त नहीं है।
भारी जल $(D_2O)$ ड्यूटेरियम का एक ऑक्साइड है,जो हाइड्रोजन का एक समस्थानिक (isotope) है। इसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में मंदक (moderator) के रूप में और अभिक्रिया तंत्र के अध्ययन के लिए विनिमय अभिक्रियाओं में व्यापक रूप से किया जाता है।
इसे पानी के पूर्ण विद्युत अपघटन द्वारा या कुछ उर्वरक उद्योगों में उप-उत्पाद के रूप में तैयार किया जा सकता है।
$D_2O$ की रासायनिक अभिक्रियाएँ:
$CaC_2 + 2 D_2O \longrightarrow C_2D_2 + Ca(OD)_2$
$SO_3 + D_2O \longrightarrow D_2SO_4$
$Al_4C_3 + 12 D_2O \longrightarrow 3 CD_4 + 4 Al(OD)_3$

(N/A) भारी जल,जिसे $D_{2}O$ के रूप में दर्शाया जाता है,ड्यूटेरियम का एक ऑक्साइड है,जो हाइड्रोजन का एक समस्थानिक है।
भारी जल मनुष्यों,पौधों और जानवरों के लिए हानिकारक है क्योंकि यह उनमें होने वाली जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को धीमा कर देता है। परिणामस्वरूप,यह जीवन का समर्थन नहीं करता है और पीने के लिए उपयुक्त नहीं है।
भारी जल के उपयोग:
$1$. इसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में तेज गति वाले न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मंदक (moderator) के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
$2$. इसका उपयोग प्रतिक्रिया तंत्र के अध्ययन के लिए विनिमय प्रतिक्रियाओं में किया जाता है।
$3$. यह विभिन्न रासायनिक और जैविक अध्ययनों में ट्रेसर यौगिक के रूप में कार्य करता है।
भारी जल से जुड़ी रासायनिक प्रतिक्रियाएं:
$CaC_{2} + 2D_{2}O \longrightarrow C_{2}D_{2} + Ca(OD)_{2}$
$SO_{3} + D_{2}O \longrightarrow D_{2}SO_{4}$
$Al_{4}C_{3} + 12D_{2}O \longrightarrow 3CD_{4} + 4Al(OD)_{3}$

(N/A) सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट को व्यावसायिक रूप से 'कैलगॉन' कहा जाता है।
इसका आण्विक सूत्र $Na_{6}P_{6}O_{18}$ है।

(B) क्लार्क की विधि में,चूने का पानी,जो कि कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$ है,अस्थायी कठोरता वाले पानी में मिलाया जाता है।
यह कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम कार्बोनेट का अवक्षेप बनाता है:
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + 2H_2O$.

(N/A) जल का घनत्व बर्फ के घनत्व से अधिक होता है क्योंकि हाइड्रोजन आबंधन के कारण बनी संरचना। बर्फ में,जल के अणु हाइड्रोजन आबंधन के कारण एक अत्यधिक व्यवस्थित,त्रि-आयामी खुली पिंजरे जैसी संरचना में व्यवस्थित होते हैं,जो बड़ी खाली जगहें बनाते हैं। जब बर्फ पिघलती है,तो ये हाइड्रोजन बंध टूट जाते हैं और अणु इन खाली जगहों को भर लेते हैं,जिससे तरल जल में अधिक सघन संरचना बनती है। परिणामस्वरूप,समान द्रव्यमान के लिए,तरल जल बर्फ की तुलना में कम आयतन घेरता है,जिसके कारण इसका घनत्व अधिक होता है।

(A) जल की कठोरता मुख्य रूप से घुले हुए कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति के कारण होती है। विशेष रूप से,$Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयन जल की अस्थायी और स्थायी दोनों प्रकार की कठोरता के लिए जिम्मेदार होते हैं।

(D) कठोर जल में कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों के घुले हुए लवण होते हैं।
ये आयन साबुन (सोडियम स्टीयरेट,$C_{17}H_{35}COONa$) के साथ प्रतिक्रिया करके एक अघुलनशील अवक्षेप बनाते हैं जिसे मैल ($ (C_{17}H_{35}COO)_2Ca $ या $ (C_{17}H_{35}COO)_2Mg $) कहा जाता है।
इस अघुलनशील मैल के बनने के कारण,साबुन बर्बाद हो जाता है और झाग नहीं बना पाता,जो कपड़े धोने के लिए आवश्यक है।
इसलिए,कठोर जल कपड़े धोने के लिए उपयुक्त नहीं है।

(N/A) घनत्व को प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान $(d = \frac{m}{V})$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
जब जल जमकर बर्फ बनता है,तो जल के अणु हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक त्रि-आयामी,खुली,षट्कोणीय मधुकोश (honeycomb) जैसी संरचना में व्यवस्थित हो जाते हैं।
यह संरचना जल के अणुओं के बीच बड़े खाली स्थान बनाती है,जिससे द्रव जल के समान द्रव्यमान की तुलना में बर्फ का आयतन बढ़ जाता है।
चूंकि बर्फ का आयतन $(V)$ द्रव जल के समान द्रव्यमान के आयतन से अधिक होता है,इसलिए बर्फ का घनत्व द्रव जल से कम होता है।
यही कारण है कि बर्फ जल पर तैरती है।

(N/A) $(i)$ सर्दियों के दौरान,झील के पानी का तापमान कम होता जाता है। चूंकि ठंडा पानी अधिक सघन होता है,इसलिए यह नीचे बैठ जाता है,जबकि गर्म पानी सतह पर आता रहता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि पूरी झील का तापमान $277 \ K$ $(4^{\circ}C)$ न हो जाए। $277 \ K$ से नीचे,सतह का पानी ठंडा होने पर कम सघन हो जाता है,जिससे यह ऊपर ही रहता है और अंततः जम जाता है।
$(ii)$ हाइड्रोजन बंधन के कारण बर्फ की संरचना खुली पिंजरे जैसी होती है,जिससे इसका घनत्व तरल पानी की तुलना में कम हो जाता है,इसलिए यह पानी पर तैरती है।

(N/A) जल का विखनिजीकरण जल को धनायन (cation) और ऋणायन (anion) विनिमय रेजिन से गुजार कर प्राप्त किया जाता है।
$1$. धनायन विनिमय रेजिन: इन रेजिन में $-SO_{3}H$ समूह वाले बड़े कार्बनिक अणु होते हैं। $H^{+}$ रूप में,वे जल में उपस्थित $Na^{+}, Ca^{2+},$ और $Mg^{2+}$ जैसे धनायनों के लिए $H^{+}$ आयनों का विनिमय करते हैं।
$2 RH_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightleftharpoons MR_{2(s)} + 2H^{+}_{(aq)}$
यह प्रक्रिया $H^{+}$ आयनों के निकलने के कारण जल को अम्लीय बना देती है।
$2$. ऋणायन विनिमय रेजिन: इन रेजिन में $-NH_{2}$ या $-OH$ जैसे क्षारीय समूह होते हैं। वे जल में उपस्थित $Cl^{-}, HCO_{3}^{-},$ और $SO_{4}^{2-}$ जैसे ऋणायनों के लिए $OH^{-}$ आयनों का विनिमय करते हैं।
$RNH_{2(s)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons RNH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)}$
$RNH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)} + X^{-}_{(aq)} \rightleftharpoons RNH_{3}^{+}X^{-}_{(s)} + OH^{-}_{(aq)}$
$3$. उदासीनीकरण: ऋणायन विनिमय रेजिन से निकले $OH^{-}$ आयन,धनायन विनिमय रेजिन से निकले $H^{+}$ आयनों को उदासीन करके शुद्ध जल बनाते हैं।
$H^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)} \longrightarrow H_{2}O_{(l)}$
उपयोग किए गए रेजिन को तनु अम्ल और क्षार के घोल का उपयोग करके पुनर्जीवित किया जाता है।

(N/A) भारी जल $(D_{2}O)$ साधारण जल $(H_{2}O)$ के लंबे समय तक विद्युत अपघटन द्वारा तैयार किया जाता है। चूंकि $H_{2}O$ का विद्युत अपघटन $D_{2}O$ की तुलना में तेजी से होता है,इसलिए शेष जल में $D_{2}O$ की सांद्रता बढ़ जाती है।
$H_{2}O$ और $D_{2}O$ के भौतिक गुणों की तुलना नीचे दी गई तालिका में की गई है:

(N/A) जल का उपयोग अभिक्रिया माध्यम के रूप में निम्नलिखित कारणों से किया जाता है:
$1$. इसकी विशिष्ट ऊष्मा धारिता (specific heat capacity) उच्च होती है,जो ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाओं के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को अवशोषित करने में मदद करती है।
$2$. यह एक ध्रुवीय विलायक है,जो आयनिक और ध्रुवीय सहसंयोजक यौगिकों को घोलने के लिए उत्कृष्ट है।
$3$. यह रासायनिक रूप से स्थिर है और कई अभिक्रिया स्थितियों में अपेक्षाकृत अक्रिय है।
$4$. यह सस्ता,गैर-विषाक्त और उपयोग में आसान है।

(A) जब हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ संयोजित होती हैं,तो वे जल $(H_2O)$ बनाती हैं।
इस अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण: $2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(l)$ है।
जल कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में होता है।

(N/A) जल एक ऐसा पदार्थ है जो तीन विभिन्न भौतिक अवस्थाओं में मौजूद होता है: ठोस (बर्फ),द्रव (जल),और गैस (जल वाष्प या भाप)।
बर्फ,जल और भाप के भौतिक गुण काफी भिन्न होते हैं।
हालाँकि,तीनों अवस्थाओं की रासायनिक संरचना समान है,जिसे $H_2O$ सूत्र द्वारा दर्शाया जाता है।
इन तीनों अवस्थाओं की विशेषताएं अणुओं की ऊर्जा और जल के अणुओं की व्यवस्था पर निर्भर करती हैं।

(N/A) हाइड्रोजन आयन $(H^{+})$ स्वयं एक नग्न प्रोटॉन है जिसका आकार बहुत छोटा $(\sim 10^{-15} \ m$ त्रिज्या) होता है और यह तीव्र विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है।
इसलिए,प्रोटॉन पानी के अणु पर उपलब्ध दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) में से एक के साथ उपसहसंयोजक बंध बनाकर $H_{3}O^{+}$ बनाता है।
यह हाइड्रोनियम आयन $(H_{3}O^{+})$ त्रिकोणीय पिरामिडीय ज्यामिति रखता है। इस $H_{3}O^{+}$ स्पीशीज को ठोस अवस्था में $H_{3}O^{+}Cl^{-}$ जैसे कई यौगिकों में पहचाना गया है।
इसी प्रकार,हाइड्रोनियम आयन जलयोजित होकर $H_{5}O_{2}^{+}$,$H_{7}O_{3}^{+}$,$H_{9}O_{4}^{+}$ आदि जैसी कई आयनिक स्पीशीज बनाता है।
अतः,प्रोटॉन जलीय विलयन में स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में नहीं रहता है,बल्कि यह हाइड्रोनियम आयन या ऑक्सोनियम आयन के रूप में मौजूद रहता है।

(N/A) गलनांक,वाष्पीकरण की एन्थैल्पी और श्यानता भौतिक गुण हैं जो अंतराण्विक आकर्षण बलों के परिमाण पर निर्भर करते हैं।
डेटा से देखा जा सकता है कि $D_2O$ के मान $H_2O$ की तुलना में लगातार अधिक हैं।
यह इंगित करता है कि $H_2O$ की तुलना में $D_2O$ में अंतराण्विक आकर्षण बल (विशेष रूप से हाइड्रोजन बॉन्डिंग) अधिक प्रबल हैं।

(A) आवर्त सारणी का पहला तत्व हाइड्रोजन $(H)$ है। जब यह डाइऑक्सीजन $(O_2)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह जल $(H_2O)$ बनाता है।
बर्फ (ठोस $H_2O$) का घनत्व तरल जल से कम होता है,इसीलिए यह अपनी तरल अवस्था पर तैरती है।
जल उभयधर्मी (amphoteric) होता है,जिसका अर्थ है कि यह अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
जल निम्नलिखित संतुलन अभिक्रिया के अनुसार स्वतः-आयनन से गुजरता है:
$H_2O_{(l)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}$
अतः,बनने वाले उत्पाद हाइड्रोनियम आयन $(H_3O^+)$ और हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^-)$ हैं।

(N/A) $i$. भारी जल का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में मंदक (moderator) के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
$ii$. इसका उपयोग कई अभिक्रियाओं की क्रियाविधि का अध्ययन करने के लिए ट्रेसर यौगिक के रूप में किया जाता है।
$iii$. भारी जल का उपयोग अन्य ड्यूटेरियम यौगिकों जैसे $CD_4$,$D_2SO_4$ आदि की तैयारी में किया जाता है।

(N/A) कठोर जल में कैल्शियम $(Ca^{2+})$ और मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयनों के बाइकार्बोनेट,क्लोराइड और सल्फेट घुले होते हैं। ये आयन साबुन (सोडियम स्टीयरेट,$C_{17}H_{35}COONa$) के साथ अभिक्रिया करके कैल्शियम और मैग्नीशियम स्टीयरेट के अघुलनशील अवक्षेप बनाते हैं।
$2 C_{17}H_{35}COONa_{(aq)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2M_{(s)} \downarrow + 2Na^{+}_{(aq)}$
(जहाँ $M = Ca$ या $Mg$)
चूंकि साबुन इन अघुलनशील अवक्षेपों को बनाने में खर्च हो जाता है,इसलिए यह पानी के साथ झाग बनाने के लिए उपलब्ध नहीं होता है।