রসায়ন দ্বিতীয় পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.১৭ থেকে ১.১৮

মিঠা পানি, কাঠিন্য ও pH।

পৃথিবীর জলরাশির প্রায় সবটাই সমুদ্রের লবণাক্ত পানি। যেটুকু মিঠা, তারও সবটা সমান ভালো না: কোনোটায় সাবান ফেনা তোলে না, কোনোটা একটু অম্ল। এই নোটে দেখবে মিঠা পানি কোথায় আছে, খর পানি কাকে বলে আর কীভাবে তাকে নরম করা হয়, আর pH দিয়ে পানির মান কীভাবে মাপা হয়।

১. পৃথিবীর পানির কতটুকু মিঠা

পৃথিবীর জলরাশির ৯৭.৩% সমুদ্রের লবণাক্ত পানি। বাকি ২.৭% মিঠা পানি। এই মিঠা অংশের মধ্যে হিমবাহ ও তুষার প্রায় ২%, ভূগর্ভস্থ পানি ০.৬%, আর হ্রদ ও নদী মিলিয়ে প্রায় ০.০১%।

এবার মিঠা পানির নিজের ভেতরে উৎসের ভাগ: হিমবাহ ও তুষার ৭৪%, ভূগর্ভস্থ পানি ২২.২%, হ্রদ ০.৩%, বৃষ্টি ০.০৩৫%, নদী ০.০৩%। অর্থাৎ বেশির ভাগ মিঠা পানি বরফে আটকে আছে, আর নদীর ভাগ সবচেয়ে কম। উৎসগুলোকে বড় ভাগ থেকে ছোট ভাগের দিকে সাজাও।

২. উৎস, ব্যবহার আর মাপকাঠি

ব্যবহার্য পানি আসে দুই জায়গা থেকে। ভূপৃষ্ঠের পানি: নদী, হিমবাহ, হ্রদ, ঝরনা, বাঁধ। ভূগর্ভস্থ পানি: পলিস্তর, বেড রক, আর্টেসিয়ান বেসিন, অ্যাকুইফার।

মানুষের দেহের প্রায় ৭০% পানি। তাই প্রতিদিন কমপক্ষে ১.৬ লিটার বিশুদ্ধ পানি পান করা দরকার।

পানি শুধু পানের জন্য না। শিল্পে বয়লার আর কুলিংয়ে পানি লাগে। কৃষিতে সেচে লাগে, যেমন ইরি ধানে। জলজ উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণ করে পানিতে DO ঠিক রাখে। আর পুরো ইকোসিস্টেমই পানির ওপর দাঁড়িয়ে।

সারফেস ওয়াটার কতটা বিশুদ্ধ, তা মাপার ছয়টা মানদণ্ড: pH, খরতা, DO, BOD, COD ও TDS। তালিকার বাইরের কিছু, যেমন SDS (একটা ডিটারজেন্ট), মানদণ্ড নয়। এই নোটে প্রথম দুটো, বাকি চারটা পরের নোটে।

৩. খর পানি আর তার দুই রূপ

যে মিঠা পানিতে Ca²⁺, Mg²⁺ ও Fe²⁺ দ্রবীভূত থাকে, তাকে খর পানি বলে। এই পানি সাবানের সাথে অদ্রবণীয় ভাসমান স্কাম তৈরি করে, তাই ফেনা হয় না।

খরতা দুই রকম, আর পার্থক্যটা লবণের অ্যানায়নে। অস্থায়ী খরতা বাইকার্বনেট (HCO₃⁻) লবণের জন্য, ফুটালে দূর হয়। স্থায়ী খরতা Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ এর ক্লোরাইড ও সালফেটের জন্য, ফুটালে দূর হয় না। প্রতিটা লবণ কোন দলে পড়ে, বলো।

ফুটালে অস্থায়ী খরতা এভাবে যায়: Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O (তাপে)।

কেন ক্যালসিয়াম সরে যায়? প্রথমে 2HCO₃⁻ ⇌ CO₂ + H₂O + CO₃²⁻। তারপর Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃(s)। অদ্রবণীয় CaCO₃ থিতিয়ে যায়, আর পানি থেকে Ca²⁺ বেরিয়ে যায়।

খর পানির ক্ষতি দেখা যায় বয়লারে: সেখানে স্কেল জমে, আর সেই স্কেল তাপ পরিবহন কমিয়ে দেয়।

ফুটিয়ে স্থায়ী খরতা যায় না, তাই লাগে পারমুটিট বা আয়ন এক্সচেঞ্জ। রেজিন Ca²⁺ ধরে রাখে আর বদলে Na⁺ ছাড়ে: 2R-SO₃⁻Na⁺ + Ca²⁺ → (RSO₃)₂Ca + 2Na⁺। রেজিন ভরে গেলে KCl বা NaCl দ্রবণে আবার পুনঃসক্রিয় করা হয়। আয়ন এক্সচেঞ্জে স্থায়ী খরতাও দূর হয়।

৪. pH আর WHO সীমা

পানির অম্লতার মাপ pH। সূত্রটা pH = −log[H⁺], যেখানে [H⁺] হলো হাইড্রোজেন আয়নের মোলার ঘনমাত্রা। বিশুদ্ধ পানির pH = ৭।

সারফেস ওয়াটারে H₂CO₃ দ্রবীভূত থাকে, তাই এর pH ৬ থেকে ৬.৫।

WHO মতে পানীয় জলের pH হতে হবে ৬.৫ থেকে ৮.৫। জলজ প্রাণীর জন্য দরকার pH ৭.০ থেকে ৭.৫।

হিসাবটা সোজা। ০.০০১ M HCl এ [H⁺] = ১০⁻³ M, তাই pH = −log ১০⁻³ = ৩। ঘাতের ঋণ চিহ্ন বাদ দিলেই pH। নিচে নিজে চেষ্টা করো, আগে pH অনুমান করে ঘরে লেখো।

৫. মিলিয়ে দেখো

তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা দিয়ে শুরু।

এবার দ্বিতীয়টা।

শেষটায় অ্যানায়ন আর ঘাতের চিহ্ন খেয়াল রেখো।

পুরো নোটটা কয়েকটা কার্ডে।

সূত্র: রসায়ন দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “পরিবেশ রসায়ন”, অনুচ্ছেদ ১.১৭ থেকে ১.১৮।