વાહકતા-જલ (conductivity water અથવા conductance water)

January, 2005

વાહકતા-જલ (conductivity water અથવા conductance water) : ભૌતિક રસાયણમાં ચોકસાઈવાળાં વાહકતામાપનો માટે ઉપયોગમાં લેવાતું અત્યંત શુદ્ધ પાણી. વિદ્યુતવિભાજ્ય(electrolyte)ના દ્રાવણની વાહકતા તેમાં રહેલી અન્ય વિદ્યુતવિભાજનીય (electrolytic) અશુદ્ધિઓની અલ્પ માત્રા પ્રત્યે પણ ખૂબ સંવેદી (sensitive) હોય છે. આથી આવાં દ્રાવણો બનાવતી વખતે ઉપયોગમાં લેવાતું પાણી અત્યંત શુદ્ધ હોય તે જરૂરી છે. પ્રયોગશાળામાં સામાન્ય રીતે વપરાતું નિસ્યંદિત પાણી લગભગ 3.5 × 10-6 S સેમી-1 (siemens cm1 અથવા mho cm1 અથવા ohm1 cm1) જેટલી વિશિષ્ટ વાહકતા (specific conductivity) ધરાવે છે. આનું કારણ પાણીમાં ઓગળેલા એમોનિયા તથા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ જેવા વાયુઓ તેમજ ધૂળ વગેરેના કણોને આભારી છે. ઘણાખરા હેતુઓ માટે યોગ્ય એવું નિસ્યંદિત પાણી સામાન્ય નિસ્યંદિત પાણીમાં આલ્કલી (સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અથવા પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ) અને પોટૅશિયમ પરમૅન્ગેનેટ ઉમેરી તેનું પુન:નિસ્યંદન કરવાથી મેળવી શકાય છે. આ માટે નિસ્યંદન પાયરેક્સ (pyrex) પ્રકારનાં કાચનાં સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું અવશોષણ અટકાવવા તેને સોડાલાઇમ-નળી જોડેલા પાયરેક્સ કાચના પાત્રમાં એકઠું કરવામાં આવે છે. આ રીતે પાણીની વાહકતા 1 × 10-6 S સેમી.1 કરતાં ઓછી કરી શકાય છે. હવામાંના કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ સાથે સમતોલનમાં હોય તેવા નિસ્યંદિત પાણીની વાહકતા 0.8 × 10-6 S સેમી.1 જેટલી હોય છે. વાહકતાનું આ મૂલ્ય એ વિદ્યુતવિભાજ્યોની વાહકતા માટેના ઘણી ચોકસાઈવાળા પ્રયોગો માટે પૂરતું ઊંચું ગણી શકાય. પાણીમાં દ્રવેલી અશુદ્ધિઓ વિદ્યુતવિભાજ્યના આયનીકરણ(ionization)ને અસર કરી શકે અથવા તેમના લીધે દ્રાવણમાં કોઈ અન્ય રાસાયણિક પ્રક્રિયા પણ થઈ શકે. આવે વખતે દ્રાવણની અવલોકિત વાહકતા એ પ્રયોગ માટે લીધેલા વિદ્યુતવિભાજ્યના ઘટકોની વાહકતા રહેતી નથી. આથી એ ઇચ્છનીય છે કે વાહકતામાપનોમાં ઉપયોગમાં લેવાતું પાણી અશુદ્ધિઓથી શક્ય તેટલું મુક્ત હોય (0.3 × 10-6 થી 0.5 × 106 S સેમી.1 જેટલી વાહકતા ધરાવતું હોય).

આવું પાણી મેળવવા માટે નિસ્યંદિત પાણીને એનાયન અને કેટાયન વિનિમય રેઝિન ભરેલા સ્તંભોમાંથી ધીમેથી પસાર કરવામાં આવે છે. આથી કેટાયન વિનિમયક (exchanger) દ્વારા પાણીમાંના કેટાયનનું H+ આયનો વડે અને એનાયનોનું OH આયનો વડે વિસ્થાપન થાય છે. આવું પાણી વિઆયનીકૃત (deionised) પાણી કહેવાય છે. આ પદ્ધતિ વડે મળતા પાણીની વાહકતા 0.3 × 10-6 S સેમી.1 કરતાં ઓછી હોય છે. વપરાશને કારણે  જ્યારે વિનિમયકમાંથી બહાર આવતા પાણીની વાહકતા આ મૂલ્યથી વધી જાય ત્યારે વિનિમયકોને HClની (કેટાયન વિનિમયક માટે) અને NaOHની (એનાયન વિનિમયક માટે) માવજત આપવાથી તેમને પુનર્જનિત (regenerate) કરી શકાય છે. વિશિષ્ટ હેતુઓ માટે કે જ્યારે વાહકતામાપનોમાં અત્યંત વધુ ચોકસાઈ જરૂરી હોય ત્યારે પાણીની વાહકતા આથી પણ ઓછી (દા. ત., 0.05 × 10-6 S સેમી-1) હોવી જોઈએ. નિસ્યંદિત પાણીનું શૂન્યાવકાશમાં વારંવાર નિસ્યંદન કરવાથી તેની વાહકતા 0.043 × 10-6 S સેમી.1 (18° સે.) જેટલી નીચી લાવી શકાય છે. આવા પાણીને વાહકતા-જલ કહે છે.

ઉષા પાલ, અનુ. જ. દા. તલાટી