संश्लेषित आयन विनिमयक विधिद्वारा कठोर जल के मृदुकरण के सिद्धांत एवं विधि की विवेचना कीजिए|

Explanation

सिद्धांत - संश्लेषित आयन विनिमयक रेजिन कठोर जल में उपस्थित धनायनों के साथ - साथ ऋणायनों को भी हटा देते हैं जिससे प्राप्त जल को खनिज विहीन या आयन विहीन जल कहा जाता है | ये रेजिन दो प्रकार के होते हैं-
( i ) धनायन विनिमयक रेजिन- इस रेजिन में `-COOH` या `-SO_(3)H` समूह युक्त जल में अविलेय वृहद कार्बनिक यौगिक होते हैं | जो कि जल की कठोरता के लिए जिम्मेदार धनायनों का विनिमय के साथ करते हैं |
(ii) ऋणायन विनिमायक रेजिन- इस रेजिन में क्षारीय समूह जैसे `-OH` या `-NH_(2)`, समूह वृहद हाइड्रोकार्बनों के साथ जुड़े रहते हैं | ऋणायन विनिमायक रेजिन जल में कठोरता के लिए जिम्मेदार ऋणायनों का विनिमय `OH^(-)` के साथ करते हैं |
इस प्रकार धनायन एवं ऋणायन विनिमायक रेजिन की सहायता से कठोर जल का मृदुकरण होता है |
विधि - सर्वप्रथम कठोर जल को टैंक या स्तम्भ के ऊपर से प्रवेश कराया जाता है जो कि धनायक विनिमायक रेजिन ( `H^(+)-` रेजिन ) से भरा होता है | कठोर जल रेजिन के संपर्क में आते ही जल के `Ca^(2+)` एवं `Mg^(2+)` आयन रेजिन के `H^(+)` आयनों द्वारा विनिमय हो जाता है |
`2"रेजिन"-H^(+)+underset((M=Ca^(2+),Mg^(2+)))(2M_((aq))^(+)rarrM"(रेजिन)"_(2))+2H^(+)`
इस प्रकार टैंक से बाहर निकलने वाला जल उन धनायनों से मुक्त हो जाता है | जो जल को कठोर बनाते हैं | इस जल में `H^(+), Cl^(-)` एवं `SO_(4)^(2-)` आयन होते हैं | अब इसे दूसरे टैंक में प्रवेश कराया जाता है जो ऋणायन विनिमायक रेजिन `(OH^(-)-" रेजिन ")` से भरा होता है | जहां `Cl^(-), OH^(-)` आयनों का विनिमय `OH^(-)` आयनों द्वारा हो जाता है |
`" रेजिन"-OH^(-)+Cl^(-)rarr" रेजिन "-Cl^(-)+OH^(-)`
`"2 रेजिन"-OH^(-)+SO_(4)^(-)rarr"(रेजिन)"_(2)-SO_(4)^(2-)+2OH^(-)`
धनायन रेजिन टैंक से आने वाले `H^(+)` आयन `OH^(-)` आयनों के साथ जुड़कर जल बनाते हैं | अत : जल सभी प्रकार के आयनों से मुक्त हो जाता है | इसलिए इसे आयन विहीन ( daiionisaid ) जल कहते हैं |