पानी की कठोरता की डिग्री पानी में घुले हुए खनिजों,मुख्य रूप से कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की सांद्रता को कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में दर्शाती है। ये खनिज पानी की कठोरता में मुख्य योगदानकर्ता हैं। कठोर पानी विभिन्न समस्याओं का कारण बन सकता है,जैसे पाइपों में स्केलिंग, साबुन की दक्षता में कमी, और वॉटर हीटर जैसे उपकरणों को संभावित नुकसान।
पानी की कठोरता को आमतौर पर CaCO3 समकक्ष के रूप में क्यों व्यक्त किया जाता है?
पानी की कठोरता को कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) समकक्षों के रूप में व्यक्त करना एक परंपरा है जो पानी की गुणवत्ता की जानकारी के संचार को सरल बनाती है। यहां बताया गया है कि इस दृष्टिकोण का आमतौर पर उपयोग क्यों किया जाता है:
सामान्य संदर्भ बिंदु: कैल्शियम कार्बोनेट एक सामान्य खनिज है,और इसका रासायनिक सूत्र CaCO3है। यह पानी की कठोरता को उस पदार्थ से जोड़ने में मदद करता है जिसे व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है।
समतुल्य द्रव्यमान: कैल्शियम कार्बोनेट का द्रव्यमान 100.09 g/mol है। कठोरता को CaCO3समकक्षों में व्यक्त करते समय, ऐसा लगता है मानो पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को कैल्शियम कार्बोनेट की समतुल्य मात्रा द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया हो। यह सरलीकरण कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की सांद्रता से CaCO3की समतुल्य सांद्रता में सीधे रूपांतरण की अनुमति देता है, जिससे तुलना करना और समझना आसान हो जाता है।
रिपोर्टिंग में स्थिरता: CaCO3 समकक्षों का उपयोग विभिन्न स्थानों और स्रोतों में पानी की कठोरता की रिपोर्ट करने का एक मानकीकृत और सुसंगत तरीका प्रदान करता है।
व्यावहारिक प्रभाव: CaCO3 समकक्षों में अभिव्यक्ति सामान्य गतिविधियों पर पानी की कठोरता के व्यावहारिक प्रभाव को व्यक्त करने में मदद करती है।
हम CaCO3 समकक्षों के रूप में पानी की कठोरता की गणना या व्यक्त कैसे कर सकते हैं?
आइए कठोरता पैदा करने वाले पदार्थ (HPS) CaCl2 और कठोरता प्रतिनिधि पदार्थ यानी कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO₃) का साबुन यानी सोडियम स्टीयरेट (C17H35COONa) के साथ प्रतिक्रिया करने का उदाहरण लें।
उपरोक्त रासायनिक प्रतिक्रिया से यह देखा जा सकता है कि 02 मोल साबुन, 01 मोल CaCl2 और 01 मोल CaCO3 के साथ प्रतिक्रिया करके मैल बना रहा है। कैल्शियम स्टीयरेट के इस गठन को इन लवणों द्वारा साबुन की खपत के रूप में माना जा सकता है।चूँकि, CaCl2 का 01 मोल, 111 ग्राम के बराबर है और CaCO3 का 01 मोल, 100 ग्राम के बराबर है, इसलिए यह भी निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि 111 ग्राम CaCl2 और 100 ग्राम CaCO3 दोनों 02 मोल साबुन के साथ प्रतिक्रिया कर रहे हैं।
इसका मतलब है,
When 111gm CaCl2 = 100gm CaCO3
Than ‘x’ gm of CaCl2 will be = 100/111 * xgm of CaCl2
Or
We can say that ( 100/111* x gm of CaCl2) in terms of CaCO3
चूंकि, हमारे पास पानी की कठोरता के लिए जिम्मेदार कई घुलनशील लवण हैं और उन्हें CaCO3 समकक्षों में परिवर्तित करने की आवश्यकता है क्योंकि Ca और Mg के सभी घुलनशील लवणों के कारण पानी की कठोरता को CaCO3 समकक्षों के रूप में दर्शाया गया है।
लेकिन उपर्युक्त मामला CaCl2 का एक विशेष मामला है। जहां, CaCl2 और CaCO3 दोनों का n-कारक 02 है। (n-factor=02)। लेकिन ऐसे कई लवण हैं जिनका n-कारक CaCO3 से भिन्न है जैसे Al2(SO4)3 का n-कारक 06 है।चूँकि, हम सभी लवणों को CaCO3 समकक्षों में परिवर्तित कर रहे हैं जिनका n-कारक 02 है, तो हम उपरोक्त समीकरण को इस प्रकार सामान्यीकृत कर सकते हैं
उदाहरण के लिए।
यदि हम पानी के नमूने में 20 मिलीग्राम/लीटर CaSO4 मौजूद है तो पानी की कठोरता व्यक्त करना चाहते हैं। फिर हमें CaSO4के 20mg/l को उपरोक्त सामान्यीकृत समीकरण से गुणा करना होगा जिसे गुणन कारक के रूप में जाना जाता है।
