Arrange the following in increasing the amount of nitrogen in...

Q.1

ICAR AIEEA PG 2024 - Physical Science (Q.10)

Assertion & Reason +4 −1

Given below are two statements, one is labelled as Assertion (A) and other one labelled as Reason (R):

Assertion (A) : Ammonium-based fertilisers are the major contributors to soil acidification.

Reason (R) : Especially the non-leachable nitrogen ions which have been taken up by plants contribute to the soil acidity.

In light of the above statements, choose the correct answer from the options given below:

नीचे दो कथन दिए गए हैं, एक

अभिकथन : (Assertion A) और दूसरा कारण (Reason R) के रूप में अंकित है:

अभिकथन (A) : अमोनियम-आधारित उर्वरक मृदा अम्लीकरण (soil acidification) में प्रमुख योगदानकर्ता हैं।

कारण (R) : विशेष रूप से गैर-निक्षालन योग्य नाइट्रोजन आयन जिन्हें पौधों द्वारा अवशोषित कर लिया गया है, मृदा की अम्लता में योगदान करते हैं।

उपर्युक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें:

Both (A) and (R) are true and (R) is the correct explanation of (A) (A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या है Both (A) and (R) are true but (R) is NOT the correct explanation of (A) (A) और (R) दोनों सही हैं लेकिन (R), (A) की सही व्याख्या नहीं है (A) is true but (R) is false (A) सही है लेकिन (R) गलत है (A) is false but (R) is true (A) गलत है लेकिन (R) सही है

Assertion (A) is true: Continuous application of ammonium-based fertilizers (e.g., ammonium sulphate, urea) is the primary agricultural driver of soil acidification because nitrification of $\text{NH}_4^+$ releases 2 protons per molecule:

$$\text{NH}_4^+ + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} + 2\text{H}^+$$

Reason (R) is false: The major acidifying effect occurs when the generated nitrate ($\text{NO}_3^-$) is leached downwards accompanying basic cations ($\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{K}^+$), leaving excess $\text{H}^+$ behind in the soil profile. Conversely, if nitrate is taken up by plant roots, the plant exudes bicarbonate/hydroxide ($\text{HCO}_3^- / \text{OH}^-$) to maintain electroneutrality, which partially counteracts acidity. Therefore, leaching of nitrate, rather than non-leached taken-up ions, causes net soil acidification.

अभिकथन (A) सही है: अमोनियम-आधारित उर्वरकों (जैसे अमोनियम सल्फेट, यूरिया) का निरंतर उपयोग मृदा अम्लीकरण का मुख्य कारण है, क्योंकि नाइट्रीकरण प्रक्रिया में प्रत्येक अमोनियम आयन के ऑक्सीकरण से दो प्रोटॉन ($\text{H}^+$) मुक्त होते हैं:

$$\text{NH}_4^+ + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} + 2\text{H}^+$$

कारण (R) गलत है: मृदा अम्लता तब बढ़ती है जब नाइट्रीकरण से बना नाइट्रेट ($\text{NO}_3^-$) क्षारीय धनायनों ($\text{Ca}^{2+}, \text{Mg}^{2+}$) के साथ नीचे निक्षालित (leach) हो जाता है। यदि पौधा नाइट्रोजन को अवशोषित करता है, तो विद्युत-तटस्थता बनाए रखने के लिए जड़ें $\text{OH}^-$ या $\text{HCO}_3^-$ स्रावित करती हैं जो अम्लता को निष्प्रभावी करती हैं। अतः निक्षालित न होने वाले आयन अम्लीकरण का कारण नहीं बनते।

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Q.2

ICAR AIEEA PG 2024 - Physical Science (Q.15)

Arranging Order +4 −1

Arrange the following in increasing the amount of nitrogen in the fertilizers:

(A) . Ammonium sulphate

(B) . Ammonium nitrate

(C) . Ammonium chloride

(D) . Calcium ammonium nitrate

Choose the correct answer from the options given below:

उर्वरकों में नाइट्रोजन की मात्रा के बढ़ते क्रम (increasing order) में निम्नलिखित को व्यवस्थित करें:

(A) . अमोनियम सल्फेट (Ammonium sulphate)

(B) . अमोनियम नाइट्रेट (Ammonium nitrate)

(C) . अमोनियम क्लोराइड (Ammonium chloride)

(D) . कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (Calcium ammonium nitrate)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें:

(A), (B), (C), (D) (A), (B), (C), (D) (A), (C), (B), (D) (A), (C), (B), (D) (B), (A), (D), (C) (B), (A), (D), (C) (A), (C), (D), (B) (A), (C), (D), (B)

The percentage nitrogen content in each fertilizer is:

Ammonium sulphate ($(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$): $20.6\%\ \text{N}$ (often rounded to $20 - 21\%$).
Ammonium chloride ($\text{NH}_4\text{Cl}$): $25.0\%\ \text{N}$.
Calcium ammonium nitrate (CAN, 'Kisan Khad'): $25.0 - 26.0\%\ \text{N}$ (standard grade typically contains $25\%$ or $26\%$, higher than ammonium chloride in official Indian fertilizer specification).
Ammonium nitrate ($\text{NH}_4\text{NO}_3$): $33.5 - 34.0\%\ \text{N}$.
Arranging in increasing order: Ammonium sulphate ($20.6\%$) < Ammonium chloride ($25.0\%$) < Calcium ammonium nitrate ($25-26\%$) < Ammonium nitrate ($33.5\%$).
Order: (A), (C), (D), (B).

उर्वरकों में नाइट्रोजन का प्रतिशत मान निम्नलिखित है:

अमोनियम सल्फेट ($(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$): $20.6\%\ \text{N}$
अमोनियम क्लोराइड ($\text{NH}_4\text{Cl}$): $25.0\%\ \text{N}$
कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (CAN - किसान खाद): $25.0 - 26.0\%\ \text{N}$
अमोनियम नाइट्रेट ($\text{NH}_4\text{NO}_3$): $33.5 - 34.0\%\ \text{N}$
नाइट्रोजन की मात्रा का बढ़ता हुआ क्रम: (A) अमोनियम सल्फेट ($20.6\%$) < (C) अमोनियम क्लोराइड ($25\%$) < (D) CAN ($25-26\%$) < (B) अमोनियम नाइट्रेट ($33.5\%$).

अतः सही क्रम (A), (C), (D), (B) है।

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Q.3

ICAR AIEEA PG 2024 - Physical Science (Q.27)

Statement Based +4 −1

Given below are two statements

Statement (I) : Single superphosphate, double superphosphate, triple superphosphate are mono-calcium phosphate.

Statement (II) : Mono calcium phosphates are water soluble and thus have high leaching losses.

In light of the above statements, choose the most appropriate answer from the options given below:

नीचे दो कथन दिए गए हैं

कथन (I) : सिंगल सुपरफॉस्फेट, डबल सुपरफॉस्फेट, ट्रिपल सुपरफॉस्फेट मोनो-कैल्शियम फॉस्फेट हैं।

कथन (II) : मोनो कैल्शियम फॉस्फेट पानी में घुलनशील होते हैं और इसलिए इनमें उच्च निक्षालन हानियां (high leaching losses) होती हैं।

उपर्युक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर चुनें:

Both Statement (I) and Statement (II) are true कथन (I) और कथन (II) दोनों सत्य हैं Both Statement (I) and Statement (II) are false कथन (I) और कथन (II) दोनों असत्य हैं Statement (I) is true but Statement (II) is false कथन (I) सत्य है लेकिन कथन (II) असत्य है Statement (I) is false but Statement (II) is true कथन (I) असत्य है लेकिन कथन (II) सत्य है

Statement (I) is true: The active phosphorus-bearing compound in single superphosphate (SSP, $16\%\ \text{P}_2\text{O}_5$), double superphosphate (DSP, $32\%\ \text{P}_2\text{O}_5$), and triple superphosphate (TSP, $46 - 48\%\ \text{P}_2\text{O}_5$) is monocalcium phosphate monohydrate [$\text{Ca}(\text{H}_2\text{PO}_4)_2\cdot \text{H}_2\text{O}$].
Statement (II) is false: Although monocalcium phosphate is water-soluble, when applied to soils it reacts almost instantaneously with soil components (a process known as phosphate fixation/precipitation/adsorption with $\text{Ca}^{2+}$ in alkaline soils and with $\text{Fe}^{3+}/\text{Al}^{3+}$ in acidic soils). Because phosphate is rapidly converted into insoluble forms, leaching losses of phosphorus in agricultural soils are virtually negligible (typically $\lt 1\%$) under normal conditions.

कथन (I) सत्य है: सिंगल सुपरफॉस्फेट (SSP, $16\%\ \text{P}_2\text{O}_5$), डबल सुपरफॉस्फेट (DSP, $32\%\ \text{P}_2\text{O}_5$) और ट्रिपल सुपरफॉस्फेट (TSP, $46-48\%\ \text{P}_2\text{O}_5$) में मुख्य फॉस्फोरस घटक मोनो-कैल्शियम फॉस्फेट [$\text{Ca}(\text{H}_2\text{PO}_4)_2\cdot \text{H}_2\text{O}$] होता है।
कथन (II) असत्य है: यद्यपि मोनो-कैल्शियम फॉस्फेट जल में घुलनशील होता है, लेकिन मृदा में डाले जाने पर यह अत्यंत तीव्रता से रासायनिक रूप से स्थिर (phosphate fixation) हो जाता है (क्षारीय मृदा में कैल्शियम फॉस्फेट के रूप में तथा अम्लीय मृदा में आयरन व एल्युमीनियम फॉस्फेट के रूप में अवक्षेपित या अधिशोषित हो जाता है)। अतः फॉस्फोरस का निक्षालन (leaching loss) नगण्य होता है।

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Q.4

ICAR AIEEA PG 2024 - Physical Science (Q.67)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Stable compound formed during urea hydrolysis:

यूरिया जल-अपघटन (urea hydrolysis) के दौरान बनने वाला स्थिर यौगिक कौन सा है?

Ammonium hydroxide अमोनियम हाइड्रॉक्साइड Ammonium carbamate अमोनियम कार्बामेट Ammonia अमोनिया Ammonium carbonate अमोनियम कार्बोनेट

During the enzymatic hydrolysis of urea in soil catalyzed by urease:

Urea reacts with water to form the unstable intermediate ammonium carbamate:
$$\text{CO}(\text{NH}_2)_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{urease}} \text{NH}_2\text{COONH}_4$$
Ammonium carbamate rapidly and spontaneously decomposes into stable end-products: gaseous Ammonia ($\text{NH}_3$) and Carbon dioxide ($\text{CO}_2$):
$$\text{NH}_2\text{COONH}_4 \rightarrow 2\text{NH}_3 + \text{CO}_2$$
The ammonia subsequently reacts with soil moisture to form ammonium ions ($\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$).

Thus, between the transient carbamate/carbonate intermediates, Ammonia is the primary stable molecular compound produced (Option 3).

मृदा में यूरिएज (urease) एंजाइम द्वारा यूरिया के जल-अपघटन में:

यूरिया सर्वप्रथम जल से क्रिया करके एक अस्थायी मध्यवर्ती यौगिक अमोनियम कार्बामेट बनाता है:
$$\text{CO}(\text{NH}_2)_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{urease}} \text{NH}_2\text{COONH}_4$$
यह अस्थायी अमोनियम कार्बामेट स्वतः तेजी से विघटित होकर स्थिर अंतिम उत्पाद अमोनिया ($\text{NH}_3$) और कार्बन डाइऑक्साइड ($\text{CO}_2$) बनाता है:
$$\text{NH}_2\text{COONH}_4 \rightarrow 2\text{NH}_3 + \text{CO}_2$$
यह अमोनिया फिर मृदा जल से मिलकर $\text{NH}_4^+$ आयन बनाती है।

अतः यूरिया हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाला मुख्य स्थिर यौगिक अमोनिया (Ammonia) है (विकल्प 3)।

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Q.5

ICAR AIEEA PG 2024 - Physical Science (Q.77)

Assertion & Reason +4 −1

Given below are two statements, one is labelled as Assertion (A) and other one labelled as Reason (R):

Assertion (A) : Liming should not be done along with ammoniacal fertilizer application.

Reason (R) : Liming leads to volatilisation loss of ammonia.

In light of the above statements, choose the correct answer from the options given below:

नीचे दो कथन दिए गए हैं, एक

अभिकथन : (Assertion A) और दूसरा कारण (Reason R) के रूप में अंकित है:

अभिकथन (A) : अमोनियायुक्त उर्वरक के प्रयोग के साथ चूना (liming) नहीं डालना चाहिए।

कारण (R) : चूना डालने से अमोनिया की वाष्पीकरण हानि (volatilisation loss) होती है।

उपर्युक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें:

Assertion (A) is true: Agricultural liming materials (e.g., $\text{CaCO}_3$, $\text{Ca(OH)}_2$) must never be co-applied or mixed simultaneously with ammoniacal fertilizers (such as ammonium sulphate, ammonium nitrate, or urea).
Reason (R) is true and correctly explains (A): Lime rapidly hydrolyzes and releases hydroxide ions ($\text{OH}^-$), sharply elevating the localized soil pH above 8.0. At alkaline pH, the chemical equilibrium between ammonium and dissolved ammonia shifts decisively towards un-ionized ammonia:

$$\text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \rightleftharpoons \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

This results in rapid and massive gaseous volatilization losses of ammonia gas into the atmosphere, causing severe loss of applied nitrogen.

अभिकथन (A) सही है: अम्लीय मृदा सुधार हेतु चूना (जैसे $\text{CaCO}_3$, बुझा चूना) कभी भी अमोनियायुक्त उर्वरकों (जैसे अमोनियम सल्फेट, यूरिया) के साथ मिलाकर एक साथ नहीं डालना चाहिए।
कारण (R) सही है और (A) की सही व्याख्या करता है: चूना मृदा में घुलकर हाइड्रॉक्साइड आयन ($\text{OH}^-$) मुक्त करता है जिससे स्थानीय pH अचानक बढ़कर क्षारीय ($\gt 8.0$) हो जाता है। उच्च pH पर अमोनियम आयन तेजी से अमोनिया गैस में परिवर्तित हो जाते हैं:

$$\text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \rightleftharpoons \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

जिससे अमोनिया गैस वाष्पीकृत होकर वातावरण में उड़ जाती है और दी गई नाइट्रोजन का भारी नुकसान होता है।

अतः (A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या है (विकल्प 1)।

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