Chemistry section ke liye Non-Metal Compounds practice set: 90 MCQs, timer, negative marking aur explanation. Koi login nahi — abhi shuru karein.
Non-Metal Compounds ka ye free practice set Chemistry section ke liye banaya gaya hai. Chemistry me formulas aur trends yaad rakhne se sure-shot marks milte hain. Is chapter me 90 high-yield MCQs hain jo pichhle BPSC, BSSC aur Bihar Police exams ke pattern par chune gaye hain. Test me 30 second per question ka timer hai, aur submit karne par har question ka explanation milta hai.
Neeche is set ke kuch questions hain — inhi par aapka timed test banega. Answer dekhne ke liye “Answer” par click karein.
Evaluating the nuclear characteristics of carbon isotopes shows distinct physical and radioactive properties. Which isotope of carbon serves as the international standard for atomic mass units (amu), and which isotope is a naturally occurring beta-emitter used in radiocarbon dating?
कार्बन समस्थानिकों (carbon isotopes) के नाभिकीय गुणों का मूल्यांकन विशिष्ट भौतिक और रेडियोधर्मी गुणों को दर्शाता है। कार्बन का कौन सा समस्थानिक परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (amu) के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में कार्य करता है, और कौन सा समस्थानिक बीटा-उत्सर्जक है जिसका उपयोग रेडियोकार्बन डेटिंग में किया जाता है?
(A) Standard: $^{12}\text{C}$; Beta-emitter: $^{14}\text{C}$ (half-life $5770\text{ years}$) | मानक: $^{12}\text{C}$; बीटा-उत्सर्जक: $^{14}\text{C}$ (अर्ध-आयु $5770\text{ वर्ष}$)
(B) Standard: $^{16}\text{C}$; Beta-emitter: $^{13}\text{C}$ (stable isotope) | मानक: $^{16}\text{C}$; बीटा-उत्सर्जक: $^{13}\text{C}$ (स्थिर समस्थानिक)
(C) Standard: $^{13}\text{C}$; Beta-emitter: $^{12}\text{C}$ (half-life $5770\text{ years}$) | मानक: $^{13}\text{C}$; बीटा-उत्सर्जक: $^{12}\text{C}$ (अर्ध-आयु $5770\text{ वर्ष}$)
(D) Standard: $^{14}\text{C}$; Beta-emitter: $^{15}\text{C}$ (half-life $100\text{ years}$) | मानक: $^{14}\text{C}$; बीटा-उत्सर्जक: $^{15}\text{C}$ (अर्ध-आयु $100\text{ वर्ष}$)
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) Standard: $^{12}\text{C}$; Beta-emitter: $^{14}\text{C}$ (half-life $5770\text{ years}$) | मानक: $^{12}\text{C}$; बीटा-उत्सर्जक: $^{14}\text{C}$ (अर्ध-आयु $5770\text{ वर्ष}$)Explanation: Carbon nature mein teen primary isotopes ($^{12}\text{C}$, $^{13}\text{C}$, $^{14}\text{C}$) ke form mein exist karta hai, jisme unke nuclear stability aur mass characteristics different hote hain. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki IUPAC ne 1961 mein **Carbon-12 ($^{12}\text{C}$)** ko relative atomic mass ka international standard define kiya, jahan $1\text{ amu}$ exactly $^{12}\text{C}$ ke ek neutral atom ke mass ka $1/12^{\text{th}}$ part hota hai. Wahi dusri taraf, **Carbon-14 ($^{14}\text{C}$)** ek unstable radioactive isotope hai jo atmosphere mein cosmic rays dwara form hota hai aur continuous weak $\beta^-$-decay undergo karta hai: $$^{14}_{6}\text{C} \rightarrow \,^{14}_{7}\text{N} + \,^0_{-1}\beta + \bar{\nu}$$ Iska half-life period $T_{1/2} \approx 5770\text{ years}$ hota hai, jiska use archaeological biological fossils aur ancient organic materials ki age determine karne ke liye **Radiocarbon Dating (Willard Libby technique)** mein kiya jata hai. • Option 2 galat hai kyunki $^{16}\text{C}$ standard nahi hai aur $^{13}\text{C}$ ek non-radioactive stable isotope hai. • Option 3 galat hai kyunki $^{13}\text{C}$ mass standard nahi hai aur $^{12}\text{C}$ stable isotope hai. • Option 4 galat hai kyunki $^{14}\text{C}$ standard nahi hai aur $^{15}\text{C}$ dating ke liye use nahi hota.
Diamond is the hardest naturally occurring substance on Earth. What specific crystallographic geometry and bonding network account for its extreme hardness and high thermal conductivity?
हीरा पृथ्वी पर स्वाभाविक रूप से पाया जाने वाला सबसे कठोर पदार्थ है। कौन सी विशिष्ट क्रिस्टलोग्राफिक ज्यामिति और बॉन्डिंग नेटवर्क इसकी अत्यधिक कठोरता और उच्च तापीय चालकता का कारण बनते हैं?
(A) Planar $\text{sp}^2$ hexagonal sheets bound by weak van der Waals forces. | कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा बंधी समतलीय $\text{sp}^2$ षट्कोणीय शीट।
(B) Cage-like spherical geometry held together by ionic bonds between carbon nuclei. | कार्बन नाभिकों के बीच आयनिक बंधों द्वारा एक साथ रखा गया पिंजरे जैसा गोलाकार ज्यामिति।
(C) Linear $\text{sp}$ hybridized carbon chains with delocalized pi-electrons floating between layers. | परतों के बीच तैरते हुए विस्थानीकृत पाई-इलेक्ट्रॉनों के साथ रैखिक $\text{sp}$ संकरित कार्बन श्रृंखलाएं।
(D) Three-dimensional rigid framework where each carbon atom is $\text{sp}^3$ hybridized and tetrahedrally bonded to four other carbon atoms via directional covalent bonds. | त्रि-आयामी कठोर ढांचा जहां प्रत्येक कार्बन परमाणु $\text{sp}^3$ संकरित होता है और दिशात्मक सहसंयोजक बंधों के माध्यम से चार अन्य कार्बन परमाणुओं से चतुष्फलकीय रूप से बंधा होता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Three-dimensional rigid framework where each carbon atom is $\text{sp}^3$ hybridized and tetrahedrally bonded to four other carbon atoms via directional covalent bonds. | त्रि-आयामी कठोर ढांचा जहां प्रत्येक कार्बन परमाणु $\text{sp}^3$ संकरित होता है और दिशात्मक सहसंयोजक बंधों के माध्यम से चार अन्य कार्बन परमाणुओं से चतुष्फलकीय रूप से बंधा होता है।Explanation: Allotropes of carbon unke hybridization state aur spatial crystal network ke aadhar par fundamentally different mechanical aur physical properties exhibit karte hain. • Option 1 galat hai kyunki yeh graphite ki 2D layered planar $\text{sp}^2$ structure ko describe karta hai. • Option 2 galat hai kyunki carbon allotropes mein ionic bonds nahi hote; fullerenes covalent cage structures hoti hain. • Option 3 galat hai kyunki yeh alkyne/carbyne structures ko represent karta hai, diamond ko nahi. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki **Diamond** mein har ek carbon atom **$\text{sp}^3$ Hybridization** state mein hota hai. Har carbon atom char adjacent carbon atoms ke sath tetrahedral geometry mein strong directional $\sigma$-covalent bonds ($1.54\text{ Å}$ bond length) banata hai. Yeh interconnected covalent network ek continuous, giant 3D rigid lattice structure create karta hai jise todne ke liye massive bond dissociation energy ki requirement hoti hai, jo ise Mohs scale par maximum hardness ($10$) aur rigid lattice vibrations (phonons) ke through **Exceptionally High Thermal Conductivity** provide karta karta hai.
Diamond and graphite behave differently when exposed to high-energy radiation and electric fields. Which choice correctly compares their electrical conductivity and behavior under X-rays?
हीरा और ग्रेफाइट उच्च ऊर्जा विकिरण और विद्युत क्षेत्रों के संपर्क में आने पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं। कौन सा विकल्प उनकी विद्युत चालकता और एक्स-रे के तहत व्यवहार की सही तुलना करता है?
(A) Diamond lacks free electrons making it an electrical insulator, and pure diamond is transparent to X-rays; Graphite has delocalized electrons making it a conductor. | हीरे में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है जिससे यह एक विद्युत रोधी (insulator) बनता है, और शुद्ध हीरा एक्स-रे के लिए पारदर्शी होता है; ग्रेफाइट में विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन होते हैं जो इसे एक चालक बनाते हैं।
(B) Both diamond and graphite are superconductors at room temperature and opaque to X-rays. | हीरा और ग्रेफाइट दोनों कमरे के तापमान पर अतिचालक हैं और एक्स-रे के लिए अपारदर्शी हैं।
(C) Graphite is an insulator because all four valence electrons are fixed; graphite is transparent to X-rays. | ग्रेफाइट एक इन्सुलेटर है क्योंकि सभी चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन तय होते हैं; ग्रेफाइट एक्स-रे के लिए पारदर्शी है।
(D) Diamond conducts electricity due to free electrons; pure diamond is opaque to X-rays. | मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण हीरा बिजली का संचालन करता है; शुद्ध हीरा एक्स-रे के लिए अपारदर्शी है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) Diamond lacks free electrons making it an electrical insulator, and pure diamond is transparent to X-rays; Graphite has delocalized electrons making it a conductor. | हीरे में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है जिससे यह एक विद्युत रोधी (insulator) बनता है, और शुद्ध हीरा एक्स-रे के लिए पारदर्शी होता है; ग्रेफाइट में विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन होते हैं जो इसे एक चालक बनाते हैं।Explanation: Electronic configuration aur low atomic number elements ki radiation interaction properties solid-state physics ka core part hain. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki Diamond mein charo valence electrons strong localized covalent $\sigma$-bonds mein locked hote hain, isliye free mobile charge carriers na hone ke karan yeh **Electrical Insulator** hota hai. Pure diamond completely light element ($Z = 6$) se bana hone ke karan high-frequency X-rays ke liye **Transparent** hota hai (iski help se real diamond ko X-ray opaque glass/zirconia fake stones se differentiate kiya jata hai). Wahi dusri taraf, **Graphite** $\text{sp}^2$ hybridized hone ke karan ek unhybridized $2p$ electron ko layer ke beech delocalized rakhta hai, jo use good **Electrical Conductor** banata hai. • Option 2 galat hai kyunki diamond aur graphite room temperature superconductors nahi hain. • Option 3 galat hai kyunki graphite insulator nahi balki electrical conductor hai. • Option 4 galat hai kyunki diamond insulator hota hai aur pure diamond X-rays ke liye transparent hota hai.
Although diamond is chemically inert, it can be oxidized under extreme laboratory conditions. What chemical product is evolved when diamond is heated to $200^\circ\text{C}$ with Potassium Dichromate ($\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$) and concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$?
यद्यपि हीरा रासायनिक रूप से अक्रिय है, इसे चरम प्रयोगशाला स्थितियों के तहत ऑक्सीकृत किया जा सकता है। जब हीरे को पोटेशियम डाइक्रोमेट ($\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$) और सांद्र $\text{H}_2\text{SO}_4$ के साथ $200^\circ\text{C}$ पर गर्म किया जाता है तो कौन सा रासायनिक उत्पाद निकलता है?
(A) Carbon dioxide gas ($\text{CO}_2$) | कार्बन डाइऑक्साइड गैस ($\text{CO}_2$)
(B) Ozone gas ($\text{O}_3$) | ओजोन गैस ($\text{O}_3$)
(C) Carbon monoxide gas ($\text{CO}$) | कार्बन मोनोऑक्साइड गैस ($\text{CO}$)
(D) Methane gas ($\text{CH}_4$) | मीथेन गैस ($\text{CH}_4$)
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) Carbon dioxide gas ($\text{CO}_2$) | कार्बन डाइऑक्साइड गैस ($\text{CO}_2$)Explanation: Diamond ambient conditions par chemically inert hota hai aur dilute acids ya alkalis se react nahi karta, lekin powerful chromic acid mixtures high temperature par complete oxidation drive karte hain. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki **Potassium Dichromate ($\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$) aur Concentrated Sulfuric Acid ($\text{H}_2\text{SO}_4$)** ka mixture $200^\circ\text{C}$ par highly potent chromic acid oxidizing environment create karta hai. Yeh reagent diamond ke carbon atoms ko completely oxidize karke exclusively **Carbon Dioxide Gas ($\text{CO}_2$)** liberate karta hai: $$\begin{aligned} 3\text{C (Diamond)} + 2\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \xrightarrow{200^\circ\text{C}} \\ 3\text{CO}_2\,{\uparrow} + 2\text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 8\text{H}_2\text{O} \end{aligned}$$ Yeh prove karta hai ki diamond purely carbon allotrope hai kyunki koi non-gaseous residue nahi bachta. • Option 2 galat hai kyunki carbon ke oxidation se ozone gas evolve nahi hoti. • Option 3 galat hai kyunki strong chromic acid environment mein carbon monoxide ke bajaye complete oxidation product $\text{CO}_2$ banta hai. • Option 4 galat hai kyunki strong oxidizing medium mein methane (reduced hydrocarbon) nahi banti.
Commercial diamonds are classified by color and clarity. What term defines black, non-gem grade diamond, and what primary industrial application relies on its extreme hardness?
वाणिज्यिक हीरों को रंग और स्पष्टता द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। कौन सा शब्द काले, गैर-रत्न श्रेणी के हीरे को परिभाषित करता है, और कौन सा प्राथमिक औद्योगिक अनुप्रयोग इसकी अत्यधिक कठोरता पर निर्भर करता है?
(A) Cullinan; used as a nuclear moderator in breeder reactors. | कलिनन; ब्रीडर रिएक्टरों में परमाणु मंदक के रूप में उपयोग किया जाता है।
(B) Hope; used to produce synthetic petrol. | होप; सिंथेटिक पेट्रोल का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
(C) Kohinoor; used as a semiconductor substrate in touchscreens. | कोहिनूर; टचस्क्रीन में सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है।
(D) Carbonado (or Boort); used as an industrial abrasive for rock drilling, glass cutting, and gem shaping. | कार्बोनाडो (या बॉर्ट); रॉक ड्रिलिंग, ग्लास कटिंग और रत्नों को आकार देने के लिए एक औद्योगिक अपघर्षक के रूप में उपयोग किया जाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Carbonado (or Boort); used as an industrial abrasive for rock drilling, glass cutting, and gem shaping. | कार्बोनाडो (या बॉर्ट); रॉक ड्रिलिंग, ग्लास कटिंग और रत्नों को आकार देने के लिए एक औद्योगिक अपघर्षक के रूप में उपयोग किया जाता है।Explanation: Industrial mineralogy mein non-gem quality poly-crystalline diamonds unke mechanical abrasion properties ke liye heavily utilize kiye jate hain. • Option 1 galat hai kyunki Cullinan ek famous gem diamond ($3106\text{ carats}$) hai, aur diamond breeder reactors mein nuclear moderator ke roop mein use nahi hota. • Option 2 galat hai kyunki Hope diamond synthetic petrol manufacture karne ke liye use nahi hota. • Option 3 galat hai kyunki Kohinoor historical gem diamond hai, koi semiconductor touchscreen substrate nahi. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki black, opaque, microcrystalline aur highly flawed non-gem quality diamonds ko commercially **Carbonado** (ya finely crushed impure diamond ko **Boort / Bort**) kaha jata hai. Isme graphite aur iron inclusions hone ke karan optical transparency nahi hoti par tetrahedral $\text{sp}^3$ bonding lattice intact rehti hai. Is extreme hardness ke karan yeh **Industrial Abrasive** ki tarah deep geological rock-drilling bit heads, precision glass-cutting tools, wire-drawing dies aur tungsten-carbide tool sharpening mein use hota hai.
Graphite possesses a two-dimensional sheet structure that gives it self-lubricating properties. What force holds these hexagonal planar carbon sheets together, allowing them to slide over one another easily?
ग्रेफाइट में दो-आयामी शीट संरचना होती है जो इसे स्व-स्नेहक गुण (self-lubricating properties) प्रदान करती है। कौन सा बल इन षट्कोणीय समतलीय कार्बन शीटों को एक साथ रखता है, जिससे वे आसानी से एक-दूसरे के ऊपर फिसल सकती हैं?
(A) Coordinate covalent bonds formed by potassium ions. | पोटेशियम आयनों द्वारा गठित उपसहसंयोजक सहसंयोजक बंध।
(B) Weak inter-layer van der Waals forces operating between parallel $\text{sp}^2$ planar sheets. | समानांतर $\text{sp}^2$ समतलीय शीटों के बीच कार्य करने वाले कमजोर अंतर-परत वैन डेर वाल्स बल।
(C) Metallic bonding between free valence protons. | मुक्त संयोजी प्रोटॉनों के बीच धात्विक बंधन।
(D) Strong triple ionic bonds between adjacent carbon layers. | निकटवर्ती कार्बन परतों के बीच मजबूत त्रि-आयनिक बंध।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: B) Weak inter-layer van der Waals forces operating between parallel $\text{sp}^2$ planar sheets. | समानांतर $\text{sp}^2$ समतलीय शीटों के बीच कार्य करने वाले कमजोर अंतर-परत वैन डेर वाल्स बल।Explanation: Layered lattice structures solid state chemistry mein anisotropic physical aur mechanical shearing behaviors exhibit karti hain. • Option 1 galat hai kyunki graphite pure carbon allotrope hai jisme koi potassium coordinate bonds nahi hote. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki **Graphite** ke internal structure mein carbon atoms planar hexagonal rings mein $\text{sp}^2$ hybridized hote hain jahan intra-layer $\text{C-C}$ bond length $1.42\text{ Å}$ hoti hai. Do parallel sheets ke beech ka distance large ($3.35\text{ Å}$) hota hai aur adjacent layers sirf **Weak van der Waals Forces** ke zariye hold hoti hain. Mechanical shear force lagne par yeh sheets easily ek dusre ke upar slide/cleave kar jati hain, jo graphite ko soft, flaky texture aur high-temperature machinery ke liye ideal **Solid Dry Lubricant** property provide karta hai. • Option 3 galat hai kyunki non-metal carbon lattice mein metallic bonding between protons possible nahi hai. • Option 4 galat hai kyunki graphite layers ke beech ionic bonding nahi hoti.
Synthetic phase transformations between carbon allotropes are thermodynamically asymmetric. Which transformation is industrially achievable, and under what processing conditions?
कार्बन एलोट्रोप्स के बीच सिंथेटिक चरण परिवर्तन (Synthetic phase transformations) थर्मोडायनामिक रूप से असममित हैं। कौन सा परिवर्तन औद्योगिक रूप से प्राप्त करने योग्य है, और किन प्रसंस्करण स्थितियों के तहत?
(A) Fullerene into coal by exposure to atmospheric nitrogen gas. | वायुमंडलीय नाइट्रोजन गैस के संपर्क में आने से फुलरीन कोयले में।
(B) Diamond into graphite at room temperature and pressure using water. | पानी का उपयोग करके कमरे के तापमान और दबाव पर हीरा ग्रेफाइट में।
(C) Lamp black into graphene by washing with dilute acids. | तनु अम्लों से धोकर काजल (lamp black) ग्राफीन में।
(D) Graphite into diamond under very high pressure, high temperature (~ $1500\text{--}3000^\circ\text{C}$), and in the presence of a transition metal catalyst. | अत्यधिक उच्च दबाव, उच्च तापमान (लगभग $1500\text{--}3000^\circ\text{C}$) और संक्रमण धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में ग्रेफाइट हीरे में।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Graphite into diamond under very high pressure, high temperature (~ $1500\text{--}3000^\circ\text{C}$), and in the presence of a transition metal catalyst. | अत्यधिक उच्च दबाव, उच्च तापमान (लगभग $1500\text{--}3000^\circ\text{C}$) और संक्रमण धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में ग्रेफाइट हीरे में।Explanation: Thermodynamic stability coordinates determine karti hain ki room temperature ($298\text{ K}$, $1\text{ atm}$) par Graphite carbon ka most stable standard state allotrope hai ($\Delta H_f^\circ = 0$). • Option 1 galat hai kyunki atmospheric nitrogen ke exposure se fullerene coal mein convert nahi hota. • Option 2 galat hai kyunki diamond se graphite conversion ki kinetic activation energy barrier extremely high hoti hai, isliye diamond room temperature par metastable rehta hai. • Option 3 galat hai kyunki dilute acids se wash karke lamp black ko graphene mein convert nahi kiya ja sakta. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki planar 2D graphite layers ko compact 3D tetrahedral diamond lattice mein compress karne ke liye massive thermodynamic work required hota hai. **HPHT Process (High Pressure High Temperature)** mein graphite ko $> 50{,}000\text{--}100{,}000\text{ atm}$ pressure aur $1500\text{--}3000^\circ\text{C}$ temperature par transition metal catalysts ($\text{Fe, Ni, Co, Cr}$) ki presence mein treat karke **Synthetic Industrial Diamonds** mein convert kiya jata hai.
Common writing pencils are labeled 'lead pencils' and leave dark marks on paper. What is the actual elemental composition of pencil lead, and what is the percentage of lead (Pb) present in it?
आम लिखने वाली पेंसिलों को 'लेड पेंसिल' कहा जाता है और वे कागज पर काले निशान छोड़ती हैं। पेंसिल लेड की वास्तविक तात्विक संरचना क्या है, और इसमें मौजूद सीसा (Pb) का प्रतिशत क्या है?
(A) Made of lead acetate salt; contains $50\text{ %}$ lead. | लेड एसीटेट लवण से बना; $50\text{ %}$ सीसा शामिल है।
(B) Made of a mixture of graphite and clay (kaolin); contains $0\text{ %}$ elemental lead (Pb). | ग्रेफाइट और मिट्टी (काओलिन) के मिश्रण से बना; इसमें $0\text{ %}$ मौलिक सीसा (Pb) होता है।
(C) Made of leaded petrol residue; contains $25\text{ %}$ lead. | सीसायुक्त पेट्रोल अवशेषों से बना; $25\text{ %}$ सीसा शामिल है।
(D) Made of pure metallic lead (Pb); contains $100\text{ %}$ lead. | शुद्ध धात्विक सीसा (Pb) से बना; $100\text{ %}$ सीसा शामिल है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: B) Made of a mixture of graphite and clay (kaolin); contains $0\text{ %}$ elemental lead (Pb). | ग्रेफाइट और मिट्टी (काओलिन) के मिश्रण से बना; इसमें $0\text{ %}$ मौलिक सीसा (Pb) होता है।Explanation: Historical nomenclature traps civil services chemistry section ka classic area hain jahan commercial names actual chemical stoichiometry se completely contradict karte hain. • Option 1 galat hai kyunki pencil lead mein koi lead acetate salt ($50\text{ %}$) nahi hota. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki 16th century England (Borrowdale) mein jab graphite discover hua tha, toh use lead ore samajhkar 'Black Lead' ya 'Plumbago' naam diya gaya tha. Writing pencils mein **Elemental Lead (Pb) exactly $0\text{ %}$** hota hai. Pencil lead finely powdered **Graphite** (jo sheets slip hone ke karan paper par dark black trail leave karta hai) aur **Clay / Kaolin binder** (jo lead ki hardness aur darkness grade jaise HB, 2B, 4H control karta hai) ko bake karke banayi jati hai. • Option 3 galat hai kyunki pencil lead petrol residues se nahi banti. • Option 4 galat hai kyunki pencil lead mein pure metallic lead ($100\text{ %}$) nahi hota.
Graphene is a revolutionary two-dimensional carbon nanomaterial described by Hanns-Peter Boehm in 1962. What structural feature defines Graphene, and what physical property makes it suitable for advanced electronic touchscreens?
ग्राफीन (Graphene) एक क्रांतिकारी दो-आयामी कार्बन नैनोमैटेरियल है जिसे 1962 में हैंन्स-पीटर बोहम द्वारा वर्णित किया गया था। कौन सी संरचनात्मक विशेषता ग्राफीन को परिभाषित करती है, और कौन सा भौतिक गुण इसे उन्नत इलेक्ट्रॉनिक टचस्क्रीन के लिए उपयुक्त बनाता है?
(A) A porous amorphous aggregate of bone ash; functions as a gas mask absorbent. | हड्डी की राख का एक छिद्रयुक्त अनाकार समुच्चय; गैस मास्क अवशोषक के रूप में कार्य करता है।
(B) A spherical 3D cage of $60$ carbon atoms; functions as an electrical insulator. | 60 कार्बन परमाणुओं का एक गोलाकार 3D पिंजरा; एक विद्युत इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है।
(C) A heavy liquid alloy of carbon and mercury; functions as a battery acid. | कार्बन और पारे का एक भारी तरल मिश्र धातु; बैटरी एसिड के रूप में कार्य करता है।
(D) A single layer of carbon atoms arranged in a planar, two-dimensional honeycomb crystal lattice; exhibits extraordinary electrical conductivity, optical transparency, and mechanical strength. | समतलीय, दो-आयामी हनीकॉम्ब (मधुमक्खी के छत्ते जैसी) क्रिस्टल जालक में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक एकल परत; असाधारण विद्युत चालकता, ऑप्टिकल पारदर्शिता और यांत्रिक शक्ति प्रदर्शित करता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) A single layer of carbon atoms arranged in a planar, two-dimensional honeycomb crystal lattice; exhibits extraordinary electrical conductivity, optical transparency, and mechanical strength. | समतलीय, दो-आयामी हनीकॉम्ब (मधुमक्खी के छत्ते जैसी) क्रिस्टल जालक में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक एकल परत; असाधारण विद्युत चालकता, ऑप्टिकल पारदर्शिता और यांत्रिक शक्ति प्रदर्शित करता है।Explanation: Two-dimensional nanomaterials electronic transport mein ballistic conduction aur extraordinary mechanical modulus display karte hain. • Option 1 galat hai kyunki porous bone ash animal charcoal hota hai, graphene nahi. • Option 2 galat hai kyunki $60$ carbon atoms ka spherical 3D cage Buckminsterfullerene ($\text{C}_{60}$) hota hai. • Option 3 galat hai kyunki graphene carbon aur mercury ka liquid alloy nahi hota. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki **Graphene** carbon ka ek 2D allotrope hai jo strictly **Single-Atom-Thick Planar Honeycomb (Hexagonal) Lattice** mein $\text{sp}^2$ hybridized carbon atoms se bana hota hai (Geim aur Novoselov ko 2010 mein iske isolation ke liye Nobel Prize mila tha). Zero effective mass wale Dirac fermions ke karan iski electrical conductivity copper se superior hoti hai, yeh steel se $200$ times stronger hota hai, aur single atomic layer hone ke karan **$\approx 97.7\text{ %}$ Optically Transparent** aur highly flexible hota hai, jo ise next-generation foldable smartphones aur touchscreens ke transparent electrodes ke liye ideal material banata hai.
Fullerenes represent a unique class of pure carbon allotropes discovered by Kroto, Smalley, and Curl. How is Buckminsterfullerene ($\text{C}_{60}$) synthesized in the laboratory, and what is its molecular geometry?
फुलरीन (Fullerenes) क्रोटो, स्माले और कर्ल द्वारा खोजे गए शुद्ध कार्बन एलोट्रोप की एक अनूठी श्रेणी का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रयोगशाला में बकमिंस्टरफुलरीन ($\text{C}_{60}$) का संश्लेषण कैसे किया जाता है, और इसकी आणविक ज्यामिति क्या है?
(A) Synthesized by calcining bauxite ore; forms an octahedral crystal. | बॉक्साइट अयस्क के निस्तापन द्वारा संश्लेषित; एक अष्टफलकीय क्रिस्टल बनाता है।
(B) Synthesized by heating graphite in an electric arc in the presence of inert gases (Helium or Argon); forms a cage-like truncated icosahedron (soccer-ball shape). | अक्रिय गैसों (हीलियम या आर्गन) की उपस्थिति में एक इलेक्ट्रिक आर्क में ग्रेफाइट को गर्म करके संश्लेषित; पिंजरे जैसा छोटा विंशतिफलक (फुटबॉल जैसा आकार / truncated icosahedron) बनाता है।
(C) Synthesized by boiling sugar in nitric acid; forms a flat triangular sheet. | नाइट्रिक एसिड में चीनी उबालकर संश्लेषित; एक सपाट त्रिकोणीय शीट बनाता है।
(D) Synthesized by passing steam over red-hot coal; forms an amorphous liquid droplet. | लाल-गर्म कोयले पर भाप प्रवाहित करके संश्लेषित; एक अनाकार तरल बूंद बनाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: B) Synthesized by heating graphite in an electric arc in the presence of inert gases (Helium or Argon); forms a cage-like truncated icosahedron (soccer-ball shape). | अक्रिय गैसों (हीलियम या आर्गन) की उपस्थिति में एक इलेक्ट्रिक आर्क में ग्रेफाइट को गर्म करके संश्लेषित; पिंजरे जैसा छोटा विंशतिफलक (फुटबॉल जैसा आकार / truncated icosahedron) बनाता है।Explanation: Cluster carbon chemistry mein fullerenes closed cage molecular structures form karte hain jinhe 1985 mein Harold Kroto, Richard Smalley aur Robert Curl ne discover kiya tha (Nobel Prize 1996). • Option 1 galat hai kyunki bauxite ore ke calcination se alumina banta hai, fullerene nahi. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki **Buckminsterfullerene ($\text{C}_{60}$)** ko laboratory mein **Graphite Electrodes ke beech Electric Arc discharge** create karke inert gas atmosphere (**Helium ya Argon**) mein vaporize karke synthesize kiya jata hai. Condensed soot mein $\text{C}_{60}$ aur $\text{C}_{70}$ clusters bante hain. $\text{C}_{60}$ ki molecular geometry **Truncated Icosahedron (Soccer-ball shape / Buckyball)** hoti hai jisme exactly **20 Hexagonal rings aur 12 Pentagonal rings** hoti hain (jisme koi bhi do pentagons adjacent nahi hote). • Option 3 galat hai kyunki sugar ko nitric acid ke sath treat karne par oxalic acid banta hai. • Option 4 galat hai kyunki steam ko red-hot coal par pass karne se water gas banti hai.
Fullerenes are described as the 'only pure form of carbon' compared to diamond or graphite. Why are fullerenes considered chemically purer allotropes than diamond or graphite?
हीरे या ग्रेफाइट की तुलना में फुलरीन को 'कार्बन का एकमात्र शुद्ध रूप' के रूप में वर्णित किया गया है। फुलरीन को हीरे या ग्रेफाइट की तुलना में रासायनिक रूप से शुद्ध एलोट्रोप क्यों माना जाता है?
(A) Because fullerenes consist of discrete, closed cage-like molecules with no dangling surface bonds that require hydrogen or oxygen heteroatoms to satisfy valency. | क्योंकि फुलरीन में असंतुलित सतह बंध (dangling surface bonds) रहित बंद पिंजरे जैसे असतत अणु होते हैं, जिन्हें संयोजकता को संतुष्ट करने के लिए हाइड्रोजन या ऑक्सीजन विषम परमाणुओं की आवश्यकता नहीं होती है।
(B) Because fullerenes are extracted directly from absolute vacuum in space. | क्योंकि फुलरीन अंतरिक्ष में पूर्ण निर्वात से सीधे निकाले जाते हैं।
(C) Because fullerenes contain zero radioactive isotopes of carbon. | क्योंकि फुलरीन में कार्बन के शून्य रेडियोधर्मी समस्थानिक होते हैं।
(D) Because fullerenes dissolve in water to form pure carbon hydroxide. | क्योंकि फुलरीन पानी में घुलकर शुद्ध कार्बन हाइड्रोक्साइड बनाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) Because fullerenes consist of discrete, closed cage-like molecules with no dangling surface bonds that require hydrogen or oxygen heteroatoms to satisfy valency. | क्योंकि फुलरीन में असंतुलित सतह बंध (dangling surface bonds) रहित बंद पिंजरे जैसे असतत अणु होते हैं, जिन्हें संयोजकता को संतुष्ट करने के लिए हाइड्रोजन या ऑक्सीजन विषम परमाणुओं की आवश्यकता नहीं होती है।Explanation: Surface chemistry mein macroscopic network lattices hamesha surface termination defects aur foreign heteroatom coordination involve karte hain. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki Diamond aur Graphite infinite open network structures hain jinki crystal boundary par surface carbon atoms ki valency free (**Dangling Bonds**) reh jati hai. In dangling bonds ko stabilize karne ke liye atmosphere se hydrogen ($-\text{H}$), hydroxyl ($-\text{OH}$), ya oxygen ($=\text{O}$) groups surface par irreversibly chemically bind ho jate hain. Iske viprit, **Fullerenes ($\text{C}_{60}$, $\text{C}_{70}$)** discrete, perfectly closed spherical hollow cages hote hain jinke pass koi edge ya dangling surface bond nahi hota, isliye yeh bina kisi foreign element impurity ke **Chemically Purest Allotrope of Carbon** maane jate hain. • Option 2 galat hai kyunki fullerenes lab synthetic arc discharge se synthesize hote hain, space vacuum extraction se nahi. • Option 3 galat hai kyunki isotopic composition allotropic purity ko define nahi karta. • Option 4 galat hai kyunki fullerenes water-insoluble non-polar molecules hote hain aur carbon hydroxide form nahi karte.
Lamp black is an amorphous form of carbon containing up to $95\text{ %}$ carbon. What industrial process yields lamp black, and what is its primary application in the automotive industry?
काजल (Lamp black) कार्बन का एक अनाकार रूप (amorphous form) है जिसमें $95\text{ %}$ तक कार्बन होता है। कौन सी औद्योगिक प्रक्रिया काजल का उत्पादन करती है, और ऑटोमोटिव उद्योग में इसका प्राथमिक अनुप्रयोग क्या है?
(A) Leaching bauxite with caustic soda; used as a battery separator. | कास्टिक सोडा के साथ बॉक्साइट की लीचिंग; बैटरी सेपरेटर के रूप में उपयोग किया जाता है।
(B) Burning hydrocarbons (like petroleum oil or natural gas) in a limited supply of air; used as a reinforcing filler in automobile tires and as a black ink pigment. | हवा की सीमित आपूर्ति में हाइड्रोकार्बन (जैसे पेट्रोलियम तेल या प्राकृतिक गैस) को जलाना; ऑटोमोबाइल टायरों में रीइन्फोर्सिंग फिलर (reinforcing filler) के रूप में और काली स्याही के वर्णक के रूप में उपयोग किया जाता है।
(C) Heating coal at $2000^\circ\text{C}$ in oxygen; used as an engine coolant. | ऑक्सीजन में कोयले को $2000^\circ\text{C}$ पर गर्म करना; इंजन शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है।
(D) Destructive distillation of bone; used as a brake fluid. | हड्डियों का भंजक आसवन; ब्रेक फ्लुइड के रूप में उपयोग किया जाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: B) Burning hydrocarbons (like petroleum oil or natural gas) in a limited supply of air; used as a reinforcing filler in automobile tires and as a black ink pigment. | हवा की सीमित आपूर्ति में हाइड्रोकार्बन (जैसे पेट्रोलियम तेल या प्राकृतिक गैस) को जलाना; ऑटोमोबाइल टायरों में रीइन्फोर्सिंग फिलर (reinforcing filler) के रूप में और काली स्याही के वर्णक के रूप में उपयोग किया जाता है।Explanation: Incomplete combustion processes carbon-rich fine particulates produce karte hain jo polymer compounding mein structural reinforcement provide karte hain. • Option 1 galat hai kyunki bauxite ki caustic soda leaching se Bayer process mein alumina extract hota hai. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki **Lamp Black (Carbon Black / काजल)** carbon ka ek amorphous form hai jisme $\approx 90\text{--}95\text{ %}$ carbon content hota hai. Iska industrial manufacture carbon-rich hydrocarbons (tar oils, kerosene, petroleum oils, natural gas methane) ko **Limited Supply of Air / Oxygen** mein burn karke smoke soot ko cool metal chambers mein collect karke kiya jata hai. Automotive industry mein rubber vulcanization ke dauran ise **Reinforcing Filler** ki tarah vehicle tires mein mix kiya jata hai jo tire ki tensile strength, abrasion resistance aur heat dissipation lifespan ko dramatically enhance karta hai. • Option 3 galat hai kyunki coal ko oxygen mein heat karne par complete combustion se $\text{CO}_2$ banti hai. • Option 4 galat hai kyunki bones ke destructive distillation se bone charcoal banta hai.
Charcoal allotropes are porous materials with high surface areas. Which specific charcoal variety is produced by the destructive distillation of bones, and what is its chief industrial application?
चारकोल एलोट्रोप उच्च सतह क्षेत्रों वाले झरझरा (porous) पदार्थ हैं। हड्डियों के भंजक आसवन (destructive distillation) से कौन सी विशिष्ट चारकोल किस्म का उत्पादन होता है, और इसका मुख्य औद्योगिक अनुप्रयोग क्या है?
(A) Wood Charcoal; used to refine nuclear fuel. | लकड़ी का चारकोल; परमाणु ईंधन को परिष्कृत करने के लिए उपयोग किया जाता है।
(B) Blood Charcoal; used to coat solar panels. | रक्त चारकोल; सौर पैनलों को कोट करने के लिए उपयोग किया जाता है।
(C) Bone Charcoal (Animal Charcoal); used as a decolorizing and bleaching agent for refining crude sugar and organic substances. | अस्थि चारकोल (पशु चारकोल); कच्चे चीनी और कार्बनिक पदार्थों को परिष्कृत करने के लिए एक विरंजन और रंग हटाने वाले एजेंट (decolorizing agent) के रूप में उपयोग किया जाता है।
(D) Sugar Charcoal; used as an explosive propellant in rocketry. | शर्करा चारकोल; रॉकेट विज्ञान में एक विस्फोटक प्रणोदक के रूप में उपयोग किया जाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) Bone Charcoal (Animal Charcoal); used as a decolorizing and bleaching agent for refining crude sugar and organic substances. | अस्थि चारकोल (पशु चारकोल); कच्चे चीनी और कार्बनिक पदार्थों को परिष्कृत करने के लिए एक विरंजन और रंग हटाने वाले एजेंट (decolorizing agent) के रूप में उपयोग किया जाता है।Explanation: Micro-porous amorphous carbons surface adsorption kinetics ke through colored organic macromolecules ko selectively trap karne ke liye use hote hain. • Option 1 galat hai kyunki wood charcoal wood ke destructive distillation se banta hai aur nuclear fuel refining mein use nahi hota. • Option 2 galat hai kyunki blood charcoal blood ke evaporation se banta hai aur solar panel coating mein use nahi hota. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki **Bone Charcoal (Animal Charcoal)** animal bones ko oxygen-free sealed iron retorts mein **Destructive Distillation** (pyrolysis) karke banaya jata hai. Isme approximately $80\text{ %}$ Calcium Phosphate [$\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$] aur $10\text{--}12\text{ %}$ highly porous activated carbon matrix present hoti hai. Yeh porous carbon matrix crude organic solutions aur sugarcane juice mein present brown/yellow coloring matter aur pigments ko surface adsorption ke zariye trap kar leti hai, isliye ise sugar refineries mein **Decolorizing / Bleaching Agent** ke roop mein white crystalline sugar produce karne ke liye use kiya jata hai. • Option 4 galat hai kyunki sugar charcoal cane sugar ko dehydrate karke banaya jata hai aur yeh pure laboratory carbon form hota hai.
Activated wood charcoal is deployed in gas masks worn by industrial workers and miners. What surface phenomenon enables activated charcoal to protect workers from toxic industrial gases?
सक्रिय लकड़ी चारकोल (Activated wood charcoal) औद्योगिक श्रमिकों और खनिकों द्वारा पहने जाने वाले गैस मास्क में तैनात किया जाता है। कौन सी सतह घटना सक्रिय चारकोल को हानिकारक औद्योगिक गैसों से श्रमिकों की रक्षा करने में सक्षम बनाती है?
(A) Absorption, where poisonous gases dissolve homogeneously into the bulk interior of charcoal cells. | अवशोषण (Absorption), जहाँ जहरीली गैसें चारकोल कोशिकाओं के आंतरिक भाग में समान रूप से घुल जाती हैं।
(B) Sublimation, where charcoal converts poisonous gases into solid salt crystals. | उर्ध्वपातन, जहाँ चारकोल जहरीली गैसों को ठोस लवण क्रिस्टल में बदल देता है।
(C) Nuclear fission, where charcoal splits heavy gas atoms into helium. | परमाणु विखंडन, जहाँ चारकोल भारी गैस परमाणुओं को हीलियम में विभाजित करता है।
(D) Adsorption, where volatile toxic gas molecules adhere to the high internal surface area of porous charcoal via surface attractive forces. | अधिशोषण (Adsorption), जहाँ वाष्पशील विषैली गैस के अणु सतही आकर्षक बलों के माध्यम से झरझरा चारकोल के उच्च आंतरिक सतह क्षेत्र का पालन करते हैं।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Adsorption, where volatile toxic gas molecules adhere to the high internal surface area of porous charcoal via surface attractive forces. | अधिशोषण (Adsorption), जहाँ वाष्पशील विषैली गैस के अणु सतही आकर्षक बलों के माध्यम से झरझरा चारकोल के उच्च आंतरिक सतह क्षेत्र का पालन करते हैं।Explanation: Surface chemistry mein physical trapping phenomenon bulk absorption se fundamentally distinct hota hai. • Option 1 galat hai kyunki absorption ek bulk phenomenon hai jisme substance bulk ke andar absorb hota hai. • Option 2 galat hai kyunki gas masks mein sublimation ya salt crystal formation nahi hota. • Option 3 galat hai kyunki charcoal nuclear fission drive nahi karta. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki Wood Charcoal ko superheated steam se treat karke activate karne par iska internal pore network open ho jata hai aur specific surface area exponentially badhkar $1000\text{ m}^2/\text{g}$ tak pahunch jata hai. Gas masks mein yeh **Adsorption (अधिशोषण)** surface phenomenon par work karta hai, jahan toxic, high-critical-temperature industrial gases (jaise $\text{Cl}_2$, $\text{SO}_2$, $\text{COCl}_2$, toxic vapors) unbalanced surface van der Waals forces ke karan porous carbon surface par tightly adhere ho jati hain, jabki breath-supportive atmospheric oxygen aur nitrogen easily pass through ho jati hain.
Coke is an amorphous carbon residue containing $80\text{ %}$ to $85\text{ %}$ carbon. How is coke produced from raw coal, and what dual role does it play in metallurgical blast furnaces?
कोक (Coke) कार्बन का एक अनाकार अवशेष है जिसमें $80\text{ %}$ से $85\text{ %}$ कार्बन होता है। कच्चे कोयले से कोक का उत्पादन कैसे किया जाता है, और यह धातुकर्म ब्लास्ट भट्टियों में कौन सी दोहरी भूमिका निभाता है?
(A) Produced by polymerizing methane gas; acts as a lubricating oil. | मीथेन गैस के बहुलकीकरण द्वारा उत्पादित; एक चिकनाई वाले तेल के रूप में कार्य करता है।
(B) Produced by washing coal in nitric acid; acts as a coolant and fluxing agent. | नाइट्रिक एसिड में कोयले को धोकर उत्पादित; शीतलक और फ्लक्सिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है।
(C) Produced by exposing peat to atmospheric oxygen; acts as an electrical insulator and pigment. | पीट को वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में लाकर उत्पादित; एक विद्युत इन्सुलेटर और वर्णक के रूप में कार्य करता है।
(D) Produced by heating coal at high temperatures in the absence of air (destructive distillation); acts as a thermal fuel and a chemical reducing agent. | हवा की अनुपस्थिति में उच्च तापमान पर कोयले को गर्म करके (भंजक आसवन) उत्पादित; एक तापीय ईंधन और एक रासायनिक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Produced by heating coal at high temperatures in the absence of air (destructive distillation); acts as a thermal fuel and a chemical reducing agent. | हवा की अनुपस्थिति में उच्च तापमान पर कोयले को गर्म करके (भंजक आसवन) उत्पादित; एक तापीय ईंधन और एक रासायनिक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है।Explanation: Pyrometallurgical blast furnaces thermal energy generation aur chemical reduction dono ke liye high-grade solid carbonaceous feeds par depend karte hain. • Option 1 galat hai kyunki coke methane polymerization se nahi banta aur lubricant oil nahi hai. • Option 2 galat hai kyunki coal ko nitric acid se dhone par coke nahi banta. • Option 3 galat hai kyunki peat ko oxygen mein expose karne par coke nahi banta. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki **Coke** bituminous coal ko sealed coke ovens mein $1000\text{--}1300^\circ\text{C}$ par **Destructive Distillation (हवा की पूर्ण अनुपस्थिति)** mein heat karke produce kiya jata hai, jisse volatile coal gas, ammonia aur coal tar nikal jate hain aur ek porous, high-carbon residue ($80\text{--}85\text{ %}\text{ C}$) bachta hai. Blast furnace iron extraction mein yeh **Dual Role** play karta hai: (1) **Thermal Fuel:** Oxygen blast ke sath react karke intense heat generate karta hai ($\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{Heat}$), aur (2) **Chemical Reducing Agent:** Carbon monoxide generate karta hai jo iron ore haematite ko metallic iron mein reduce karti hai ($\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$).
Coal formation occurs through geological carbonization over millions of years. What choice lists the four primary varieties of coal in increasing order of carbon content and energy quality?
कोयला निर्माण लाखों वर्षों में भूवैज्ञानिक कार्बनिकीकरण (carbonization) के माध्यम से होता है। कौन सा विकल्प कार्बन सामग्री और ऊर्जा गुणवत्ता के बढ़ते क्रम में कोयले की चार प्राथमिक किस्मों को सूचीबद्ध करता है?
(A) Peat (50–60%) → Lignite (60–70%) → Bituminous (78–86%) → Anthracite (94–98%) | पीट (50–60%) → लिग्नाइट (60–70%) → बिटुमिनस (78–86%) → एंथ्रेसाइट (94–98%)
(B) Bituminous → Peat → Anthracite → Lignite | बिटुमिनस → पीट → एंथ्रेसाइट → लिग्नाइट
(C) Lignite → Anthracite → Peat → Bituminous | लिग्नाइट → एंथ्रेसाइट → पीट → बिटुमिनस
(D) Anthracite → Bituminous → Lignite → Peat | एंथ्रेसाइट → बिटुमिनस → लिग्नाइट → पीट
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) Peat (50–60%) → Lignite (60–70%) → Bituminous (78–86%) → Anthracite (94–98%) | पीट (50–60%) → लिग्नाइट (60–70%) → बिटुमिनस (78–86%) → एंथ्रेसाइट (94–98%)Explanation: Geochemical carbonization process ke dauran time, crustal pressure aur geothermal heat ke under buried vegetable matter progressively moisture lose karta hai aur carbon percentage badhta hai. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki coal classification ka increasing order of carbon rank aur calorific value is prakar hai: 1. **Peat (पीट):** Carbon $\approx 50\text{--}60\text{ %}$, initial vegetative decay stage, high moisture, low calorific value. 2. **Lignite (भूरा कोयला / Lignite):** Carbon $\approx 60\text{--}70\text{ %}$, soft brown coal, intermediate moisture. 3. **Bituminous (बिटुमिनस):** Carbon $\approx 78\text{--}86\text{ %}$, most common commercial/domestic industrial coal. 4. **Anthracite (एंथ्रेसाइट):** Carbon $\approx 94\text{--}98\text{ %}$, highest grade, hardest, lustrous aur smokeless high-calorific coal. • Option 2 galat hai kyunki bituminous coal peat se pehle nahi aata. • Option 3 galat hai kyunki anthracite lignite aur peat ke beech mein nahi aata. • Option 4 decreasing order ko represent karta hai, jo question ke 'increasing order' demand se ulta hai.
Artificial graphite is produced on an industrial scale for electrode manufacturing. What process name defines the industrial synthesis of artificial graphite from anthracite coal or petroleum coke?
इलेक्ट्रोड निर्माण के लिए औद्योगिक पैमाने पर कृत्रिम ग्रेफाइट (Artificial graphite) का उत्पादन किया जाता है। कौन सा प्रक्रिया नाम एंथ्रेसाइट कोयले या पेट्रोलियम कोक से कृत्रिम ग्रेफाइट के औद्योगिक संश्लेषण को परिभाषित करता है?
(A) Solvay Process | सॉल्वे प्रक्रिया
(B) Serpek's Process | सर्पेक प्रक्रिया
(C) Acheson Process | एचिसन प्रक्रिया (Acheson Process)
(D) Baeyer's Process | बायर प्रक्रिया
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) Acheson Process | एचिसन प्रक्रिया (Acheson Process)Explanation: Electrothermal synthetic metallurgy high-temperature electric resistance furnaces use karke amorphous carbon ko crystalline graphite allotrope mein transform karti hai. • Option 1 galat hai kyunki Solvay process sodium carbonate (washing soda) manufacture karne ke liye use hoti hai. • Option 2 galat hai kyunki Serpek's process bauxite ore se silica remove karne ke liye use hoti hai. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki **Acheson Process** artificial graphite synthesize karne ka commercial method hai (Edward Goodrich Acheson dwara developed). Is process mein powdered anthracite coal ya petroleum coke ko silica sand ($\text{SiO}_2$) aur pitch binder ke sath mix karke electric resistance furnace mein $2500\text{--}3000^\circ\text{C}$ par heat kiya jata hai. Intermediate stage par bana Silicon Carbide ($\text{SiC}$) extreme high temperature par decompose ho jata hai, jisse silicon volatilize ho jata hai aur pure crystalline **Artificial Graphite** electrodes bante hain jo electric arc furnaces aur electrolytic cells mein use hote hain. • Option 4 galat hai kyunki Baeyer's process bauxite ore purification ke liye use hoti.
Noble gases (Group-18 elements) can be separated from gaseous mixtures using selective temperature-dependent charcoal adsorption. Which specific charcoal variety is used in the Dewar flask method for separating inert gases?
उत्कृष्ट गैसों (समूह-18 तत्वों) को चयनात्मक तापमान-निर्भर चारकोल सोखना का उपयोग करके गैसीय मिश्रण से अलग किया जा सकता है। अक्रिय गैसों को अलग करने के लिए देवर फ्लास्क विधि (Dewar flask method) में किस विशिष्ट चारकोल किस्म का उपयोग किया जाता है?
(A) Lamp Black | काजल (Lamp Black)
(B) Sugar Charcoal | शर्करा चारकोल (Sugar Charcoal)
(C) Bone Charcoal | अस्थि चारकोल (Bone Charcoal)
(D) Coconut Charcoal | नारियल का चारकोल (Coconut Charcoal)
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Coconut Charcoal | नारियल का चारकोल (Coconut Charcoal)Explanation: Cryogenic physical adsorption noble gases ke atomic mass, polarizability aur liquefaction temperature variations ke aadhar par unhe selectively separate karti hai. • Option 1 galat hai kyunki lamp black incomplete combustion soot hai jo gas fractionation mein use nahi hota. • Option 2 galat hai kyunki sugar charcoal pure laboratory carbon hai, Dewar method mein standard nahi. • Option 3 galat hai kyunki bone charcoal sugar refining aur bleaching ke liye use hota hai. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki **Coconut Charcoal (नारियल का चारकोल)** coconut shells ke destructive distillation se banta hai aur isme extremely uniform micropores present hote hain. **Dewar's Charcoal Adsorption Method** mein noble gases mixture ($\text{He, Ne, Ar, Kr, Xe}$) ko liquid-air cooled ($-180^\circ\text{C}$) coconut charcoal ke contact mein laya jata hai. Heavy aur easily polarizable inert gases ($\text{Ar, Kr, Xe}$) coconut charcoal par strongly adsorb ho jati hain, jabki lighter gases ($\text{He, Ne}$) unadsorbed gas phase mein bachti hain, jisse step-wise cryogenic thermal desorption se har ek noble gas ko pure form mein isolate kiya jata hai.
High-performance sports equipment (like tennis rackets and fishing rods) and modern aircraft components utilize carbon fiber composites. How are these composites constructed?
उच्च-प्रदर्शन वाले खेल के उपकरण (जैसे टेनिस रैकेट और मछली पकड़ने की छड़ें) और आधुनिक विमान घटक कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग करते हैं। इन कंपोजिट्स का निर्माण कैसे किया जाता है?
(A) By compressing peat coal with sand at room temperature. | कमरे के तापमान पर रेत के साथ पीट कोयले को संपीड़ित करके।
(B) By dissolving fullerene molecules inside molten lead. | पिघले हुए सीसे के अंदर फुलरीन अणुओं को घोलकर।
(C) By embedding high-tensile graphite fibers inside a plastic resin matrix. | एक प्लास्टिक राल (plastic resin) मैट्रिक्स के अंदर उच्च तन्यता वाले ग्रेफाइट फाइबर को शामिल करके।
(D) By embedding diamond dust inside liquid mercury. | तरल पारे के अंदर हीरे की धूल को शामिल करके।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) By embedding high-tensile graphite fibers inside a plastic resin matrix. | एक प्लास्टिक राल (plastic resin) मैट्रिक्स के अंदर उच्च तन्यता वाले ग्रेफाइट फाइबर को शामिल करके।Explanation: Advanced material engineering structural stiffness aur weight optimization ke liye polymer matrix composites develop karti hai. • Option 1 galat hai kyunki peat coal aur sand ka compression carbon fiber composite nahi banata. • Option 2 galat hai kyunki molten lead mein fullerene dissolution se composites nahi bante. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki **Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP)** engineered composites hote hain. Inka fabrication polyacrylonitrile (PAN) ya rayon precursors ko pyrolyze karke high-tensile **Graphite Micro-Fibers** (diameter $5\text{--}10\,\mu\text{m}$) banakar kiya jata hai, jinhe **Epoxy Plastic Resin Matrix** mein embed kiya jata hai. Graphite fibers exceptional axial tensile strength aur stiffness provide karte hain jabki polymer resin load distribution aur impact toughness supply karti hai. Resulting material structural steel se stronger aur aluminium se lighter hota hai, jo aerospace airframes, high-speed racing cars, tennis rackets aur fishing rods mein use hota hai. • Option 4 galat hai kyunki diamond dust ko liquid mercury mein embed karne ka process fabricated hai.
Carbon exhibits catenation to a far greater extent than any other Group-14 element (such as Silicon or Germanium). What chemical property accounts for carbon's unique catenation capacity?
कार्बन किसी भी अन्य समूह-14 तत्व (जैसे सिलिकॉन या जर्मेनियम) की तुलना में बहुत अधिक सीमा तक श्रृंखलन (catenation) प्रदर्शित करता है। कौन सा रासायनिक गुण कार्बन की इस अनूठी श्रृंखलन क्षमता का कारण बनता है?
(A) Presence of vacant d-orbitals in its valence shell. | इसके संयोजकता कोश में रिक्त d-कक्षकों की उपस्थिति।
(B) Small atomic radius and exceptionally high C-C single covalent bond enthalpy (~ $348\text{ kJ/mol}$). | छोटा परमाणु त्रिज्या और असाधारण रूप से उच्च C-C एकल सहसंयोजक बंध एन्थैल्पी (लगभग $348\text{ kJ/mol}$)।
(C) Ability to form ionic bonds with noble gases. | उत्कृष्ट गैसों के साथ आयनिक बंध बनाने की क्षमता।
(D) Large atomic radius and weak C-C single bond energy. | बड़ा परमाणु त्रिज्या और कमजोर C-C एकल बंध ऊर्जा।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: B) Small atomic radius and exceptionally high C-C single covalent bond enthalpy (~ $348\text{ kJ/mol}$). | छोटा परमाणु त्रिज्या और असाधारण रूप से उच्च C-C एकल सहसंयोजक बंध एन्थैल्पी (लगभग $348\text{ kJ/mol}$)।Explanation: Catenation kisi element ke identical atoms ke aapas mein link hokar long stable chains, branched networks ya cyclic rings banane ki property hoti hai. • Option 1 galat hai kyunki second period element hone ke karan carbon ke valence shell ($n = 2$) mein koi vacant d-orbitals nahi hote. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki carbon ka **Atomic Radius exceptionally small** hota hai, jisse iske compact $2p$ valence orbitals efficiently overlap karke extremely strong aur kinetically stable **$\text{C-C}$ Single Covalent Bond** banate hain (Bond Enthalpy $\approx 348\text{ kJ/mol}$). Group-14 mein niche jane par ($\text{Si, Ge, Sn}$) atomic size badhta hai aur diffuse orbitals ke karan bond enthalpy drastically decrease ho jati hai ($\text{Si-Si} = 297\text{ kJ/mol}$, $\text{Ge-Ge} = 260\text{ kJ/mol}$), jisse long chains unstable hokar break ho jati hain. • Option 3 galat hai kyunki carbon noble gases ke sath stable ionic bonds form nahi karta. • Option 4 galat hai kyunki carbon ka atomic radius chhota hota hai aur bond energy high hoti hai.
Carbon Monoxide (CO) is a highly toxic gas produced by incomplete combustion. What is the physiological mechanism responsible for its extreme toxicity in the human bloodstream?
कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) अपूर्ण दहन से उत्पन्न एक अत्यधिक विषैली गैस है। मानव रक्तप्रवाह में इसकी अत्यधिक विषाक्तता के लिए कौन सा शारीरिक तंत्र जिम्मेदार है?
(A) It binds with hemoglobin to form carboxyhemoglobin approximately 200 times more readily than oxygen, severely reducing blood oxygen-carrying capacity. | यह ऑक्सीजन की तुलना में लगभग 200 गुना अधिक आसानी से हीमोग्लोबिन के साथ बंधकर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है, जिससे रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता गंभीर रूप से कम हो जाती है।
(B) It reacts with blood water to form carbonic acid, causing rapid pulmonary edema. | यह कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए रक्त के पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे तेजी से फुफ्फुसीय शोफ (pulmonary edema) होता है।
(C) It precipitates red blood cells into insoluble calcium carbonate crystals. | यह लाल रक्त कोशिकाओं को अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल में अवक्षेपित करता है।
(D) It oxidizes blood plasma directly, lowering blood pH to absolute zero. | यह रक्त प्लाज्मा को सीधे ऑक्सीकृत करता है, जिससे रक्त का pH पूर्ण शून्य तक कम हो जाता है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: A) It binds with hemoglobin to form carboxyhemoglobin approximately 200 times more readily than oxygen, severely reducing blood oxygen-carrying capacity. | यह ऑक्सीजन की तुलना में लगभग 200 गुना अधिक आसानी से हीमोग्लोबिन के साथ बंधकर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है, जिससे रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता गंभीर रूप से कम हो जाती है।Explanation: Toxicology mein asphyxiant gases cellular respiration aur blood metalloprotein coordination pathways ko interrupt karti hain. • Option 1 bilkul sahi hai kyunki **Carbon Monoxide ($\text{CO}$)** erythrocytes mein present respiratory pigment **Hemoglobin (Hb)** ke ferrous ($\text{Fe}^{2+}$) active binding sites par $\text{O}_2$ ke comparison mein **$\approx 200\text{--}250$ times zyada affinity** se bind hoti hai. Yeh highly stable coordination complex **Carboxyhemoglobin (HbCO)** form karti hai: $$\text{Hb} + \text{CO} \rightleftharpoons \text{HbCO}$$ Is binding ke karan oxyhemoglobin dissociation curve left shift ho jata hai (Haldane effect), oxygen transport permanently choke ho jata hai aur body tissues severe hypoxia aur asphyxiation ke shikar hokar unresponsiveness aur fatal death face karte hain. • Option 2 galat hai kyunki carbonic acid formation $\text{CO}_2$ gas se associated hai, $\text{CO}$ se nahi. • Option 3 galat hai kyunki $\text{CO}$ red blood cells ko calcium carbonate mein precipitate nahi karta. • Option 4 galat hai kyunki biological system mein pH absolute zero tak drop nahi ho sakta.
When Carbon Monoxide (CO) reacts with chlorine gas ($\text{Cl}_2$) in the presence of sunlight, what toxic gas is synthesized?
जब कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में क्लोरीन गैस ($\text{Cl}_2$) के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो किस विषैली गैस का संश्लेषण होता है?
(A) Tear gas (Chloropicrin) | आंसू गैस (क्लोरोपिक्रिन)
(B) Mustard gas (Dichlorodiethyl sulfide) | मस्टर्ड गैस (डाइक्लोरोडाइएथिल सल्फाइड)
(C) Phosgene (Carbonyl chloride, $\text{COCl}_2$) | फॉस्जीन (कार्बोनिल क्लोराइड, $\text{COCl}_2$)
(D) Sarin gas (Organophosphate nerve agent) | सरीन गैस (ऑर्गनोफॉस्फेट तंत्रिका एजेंट)
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) Phosgene (Carbonyl chloride, $\text{COCl}_2$) | फॉस्जीन (कार्बोनिल क्लोराइड, $\text{COCl}_2$)Explanation: Photochemical radical halogenation reactions toxic carbonyl halides synthesize karne ke liye classical pathways hain. • Option 1 galat hai kyunki tear gas chloropicrin ($\text{CCl}_3\text{NO}_2$) ya CS gas hoti hai. • Option 2 galat hai kyunki mustard gas sulfur-containing bis(2-chloroethyl) sulfide chemical agent hai. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki jab Carbon Monoxide ($\text{CO}$) gas chlorine ($\text{Cl}_2$) gas ke sath sunlight ($h\nu$) ya activated charcoal catalyst ki presence mein react karti hai, toh lethal poisonous gas **Phosgene (Carbonyl Chloride, $\text{COCl}_2$)** synthesize hoti hai: $$\text{CO} + \text{Cl}_2 \xrightarrow{h\nu} \text{COCl}_2$$ Phosgene World War I mein chemical warfare agent ki tarah deploy ki gayi thi jo lungs ke alveoli mein hydrolyze hokar $\text{HCl}$ produce karti hai aur pulmonary edema cause karti hai. • Option 4 galat hai kyunki Sarin ek synthetic organophosphorus nerve agent hai.
Industrial synthesis gas formulations utilize carbon monoxide as a key reactive constituent. What are the precise compositions of Water Gas and Producer Gas respectively?
औद्योगिक संश्लेषण गैस फॉर्मूलेशन कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग एक प्रमुख प्रतिक्रियाशील घटक के रूप में करते हैं। वॉटर गैस (Water Gas) और प्रोड्यूसर गैस (Producer Gas) की सटीक संरचनाएं क्रमशः क्या हैं?
(A) Water Gas: $\text{CO}_2 + \text{H}_2$; Producer Gas: $\text{CO}_2 + \text{N}_2$ | वॉटर गैस: $\text{CO}_2 + \text{H}_2$; प्रोड्यूसर गैस: $\text{CO}_2 + \text{N}_2$
(B) Water Gas: $\text{CO} + \text{O}_2$; Producer Gas: $\text{CO}_2 + \text{H}_2$ | वॉटर गैस: $\text{CO} + \text{O}_2$; प्रोड्यूसर गैस: $\text{CO}_2 + \text{H}_2$
(C) Water Gas: $\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O}$; Producer Gas: $\text{NH}_3 + \text{O}_2$ | वॉटर गैस: $\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O}$; प्रोड्यूसर गैस: $\text{NH}_3 + \text{O}_2$
(D) Water Gas: $\text{CO} + \text{H}_2$; Producer Gas: $\text{CO} + \text{N}_2$ | वॉटर गैस: $\text{CO} + \text{H}_2$; प्रोड्यूसर गैस: $\text{CO} + \text{N}_2$
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Sahi jawab: D) Water Gas: $\text{CO} + \text{H}_2$; Producer Gas: $\text{CO} + \text{N}_2$ | वॉटर गैस: $\text{CO} + \text{H}_2$; प्रोड्यूसर गैस: $\text{CO} + \text{N}_2$Explanation: Industrial fuel gases high-temperature solid fuel gasification ke different stoichiometric parameters se produce kiye jate hain. • Option 1 galat hai kyunki combustible component carbon monoxide ($\text{CO}$) hota hai, non-combustible $\text{CO}_2$ nahi. • Option 2 galat hai kyunki water gas hydrogen gas contain karti hai, free oxygen gas nahi. • Option 3 galat hai kyunki water gas aur producer gas elementary fuels ke mixtures hain, methane-steam ya ammonia-oxygen nahi. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki precise metallurgical definitions ke mutabiq: 1. **Water Gas (जल गैस / Synthesis Gas / Syn-gas):** Red-hot coke ($1000^\circ\text{C}$) par steam pass karne par banne wala equimolar combustible mixture **$\text{CO} + \text{H}_2$** hota hai [$\text{C} + \text{H}_2\text{O (g)} \xrightarrow{1000^\circ\text{C}} \text{CO} + \text{H}_2$]. 2. **Producer Gas (उत्पादक गैस):** Red-hot coke bed par controlled air pass karne par banne wala fuel mixture **$\text{CO} + \text{N}_2$** hota hai ($2\text{C} + \text{O}_2 + 4\text{N}_2 \rightarrow 2\text{CO} + 4\text{N}_2$).
When carbon dioxide gas ($\text{CO}_2$) is passed into clear lime water, it initially turns milky, but continued bubbling causes the solution to become clear again. What chemical transformations govern this two-stage process?
जब कार्बन डाइऑक्साइड गैस ($\text{CO}_2$) को स्पष्ट चूने के पानी में प्रवाहित किया जाता है, तो यह प्रारंभ में दूधिया हो जाता है, लेकिन निरंतर बुलबुले बनाने से घोल फिर से स्पष्ट हो जाता है। कौन से रासायनिक परिवर्तन इस दो-चरण प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं?
(A) Initial milkiness: Soluble $\text{CaCl}_2$; Clearing: Insoluble $\text{CaCO}_3$ precipitate. | प्रारंभिक दूधियापन: घुलनशील $\text{CaCl}_2$; स्पष्टीकरण: अघुलनशील $\text{CaCO}_3$ अवक्षेप।
(B) Initial milkiness: Insoluble white Calcium Carbonate ($\text{CaCO}_3$) precipitate; Clearing: Conversion to soluble Calcium Bicarbonate [$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2$]. | प्रारंभिक दूधियापन: अघुलनशील सफेद कैल्शियम कार्बोनेट ($\text{CaCO}_3$) अवक्षेप; स्पष्टीकरण: घुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट [$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2$] में रूपांतरण।
(C) Initial milkiness: Formation of active $\text{CaO}$; Clearing: Decomposition into elemental carbon. | प्रारंभिक दूधियापन: सक्रिय $\text{CaO}$ का निर्माण; स्पष्टीकरण: तात्विक कार्बन में अपघटन।
(D) Initial milkiness: Precipitation of $\text{CaSO}_4$; Clearing: Formation of $\text{Ca}(\text{OH})_2$ solution. | प्रारंभिक दूधियापन: $\text{CaSO}_4$ का अवक्षेपण; स्पष्टीकरण: $\text{Ca}(\text{OH})_2$ घोल का निर्माण।
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Sahi jawab: B) Initial milkiness: Insoluble white Calcium Carbonate ($\text{CaCO}_3$) precipitate; Clearing: Conversion to soluble Calcium Bicarbonate [$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2$]. | प्रारंभिक दूधियापन: अघुलनशील सफेद कैल्शियम कार्बोनेट ($\text{CaCO}_3$) अवक्षेप; स्पष्टीकरण: घुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट [$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2$] में रूपांतरण।Explanation: Lime water test analytical chemistry ka standard acid-base precipitation aur bicarbonate complexation equilibrium demonstration hai. • Option 1 galat hai kyunki $\text{CaCl}_2$ chlorine presence ke bina form nahi hota aur precipitation sequence reverse likha hai. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki do-stage chemical reaction is prakar occur hoti hai: 1. **Stage 1 (Milkiness):** Clear Lime water [$\text{Ca}(\text{OH})_2$] mein $\text{CO}_2$ pass karne par insoluble white **Calcium Carbonate ($\text{CaCO}_3$)** precipitate hota hai, jisse solution milky appear hota hai: $$\text{Ca}(\text{OH})_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3\,{\downarrow}\text{ (Milky White)} + \text{H}_2\text{O}$$ 2. **Stage 2 (Clearing):** Jab excess $\text{CO}_2$ continuously bubble ki jati hai, toh insoluble $\text{CaCO}_3$ water-soluble **Calcium Bicarbonate [$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2$]** mein convert ho jata hai, jisse milkiness completely disappear hokar clear solution ban jata hai: $$\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\text{ (Excess)} \rightarrow \text{Ca}(\text{HCO}_3)_2\text{ (Soluble)}$$ • Option 3 galat hai kyunki aqueous solution mein elemental carbon decomposition nahi hota. • Option 4 galat hai kyunki sulfate ions ki absence mein $\text{CaSO}_4$ form nahi hota.
Maintaining human arterial blood pH within the narrow physiological range of 7.42 to 7.45 is essential for metabolic survival. What key chemical buffer system stabilizes blood pH?
मानव धमनी रक्त pH को 7.42 से 7.45 के संकीर्ण शारीरिक दायरे के भीतर बनाए रखना चयापचय अस्तित्व के लिए आवश्यक है। कौन सी प्रमुख रासायनिक बफर प्रणाली रक्त pH को स्थिर करती है?
(A) Citric acid / Sodium citrate buffer system | साइट्रिक एसिड / सोडियम साइट्रेट बफर प्रणाली
(B) Carbonic acid / Bicarbonate buffer system ($\text{H}_2\text{CO}_3\, /\, \text{HCO}_3^-$) | कार्बोनिक एसिड / बाइकार्बोनेट बफर प्रणाली ($\text{H}_2\text{CO}_3\, /\, \text{HCO}_3^-$)
(C) $\text{NH}_4\text{OH}\, /\, \text{NH}_4\text{Cl}$ buffer system | $\text{NH}_4\text{OH}\, /\, \text{NH}_4\text{Cl}$ बफर प्रणाली
(D) $\text{HCl}\, /\, \text{NaCl}$ buffer system | $\text{HCl}\, /\, \text{NaCl}$ बफर प्रणाली
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Sahi jawab: B) Carbonic acid / Bicarbonate buffer system ($\text{H}_2\text{CO}_3\, /\, \text{HCO}_3^-$) | कार्बोनिक एसिड / बाइकार्बोनेट बफर प्रणाली ($\text{H}_2\text{CO}_3\, /\, \text{HCO}_3^-$)Explanation: Human physiological homeostasis Henderson-Hasselbalch acid-base equilibrium par operate karti hai taaki cellular enzymes denature na hon. • Option 1 galat hai kyunki citric acid/citrate buffer food preservation aur cosmetics mein use hota hai, primary human blood buffer nahi hai. • Option 2 bilkul sahi hai kyunki human blood plasma ka physiological pH strictly **7.35–7.45** maintain karne ke liye primary extracellular buffer **Carbonic Acid - Bicarbonate Buffer System ($\text{H}_2\text{CO}_3\, /\, \text{HCO}_3^-$)** hota hai: $$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-$$ Acidosis hone par excess $\text{H}^+$ ions ko $\text{HCO}_3^-$ absorb karke $\text{H}_2\text{CO}_3$ banata hai (jise lungs $\text{CO}_2$ ke roop mein exhale karte hain), aur alkalosis hone par $\text{H}_2\text{CO}_3$ dissociate hokar $\text{H}^+$ release karta hai jabki kidneys $\text{HCO}_3^-$ excretion regulate karti hain. • Option 3 galat hai kyunki $\text{NH}_4\text{OH}\, /\, \text{NH}_4\text{Cl}$ basic laboratory buffer hai jo biological plasma ke liye toxic hai. • Option 4 galat hai kyunki $\text{HCl}\, /\, \text{NaCl}$ strong acid/salt combination buffer action exhibit nahi karta.
Silicon carbide (SiC) is a synthetic covalent network solid used in high-temperature industrial cutting tools. What is its common commercial name?
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) एक सिंथेटिक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है जिसका उपयोग उच्च तापमान वाले औद्योगिक काटने के उपकरणों में किया जाता है। इसका सामान्य व्यावसायिक नाम क्या है?
(A) Quartz | क्वार्ट्ज (Quartz)
(B) Silica gel | सिलिका जेल (Silica gel)
(C) Carborundum | कार्बोरंडम (Carborundum)
(D) Asbestos | एस्बेस्टस (Asbestos)
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Sahi jawab: C) Carborundum | कार्बोरंडम (Carborundum)Explanation: Synthetic structural ceramics diamond-like covalent cross-linked geometries ke karan high thermal shock aur abrasion resistance exhibit karte hain. • Option 1 galat hai kyunki Quartz naturally occurring crystalline Silicon Dioxide ($\text{SiO}_2$) hota hai. • Option 2 galat hai kyunki Silica gel amorphous hydrated $\text{SiO}_2$ desiccant hai jo moisture absorb karta hai. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki **Silicon Carbide ($\text{SiC}$)** ko commercially **Carborundum (कार्बोरंडम)** kaha jata hai. Iska preparation electric furnace mein high-purity silica sand ($\text{SiO}_2$) aur coke carbon ko $\approx 2000^\circ\text{C}$ par heat karke kiya jata ($\text{SiO}_2 + 3\text{C} \rightarrow \text{SiC} + 2\text{CO}$). Isme carbon aur silicon atoms diamond-like rigid 3D tetrahedral network mein bound hote hain, jisse iska Mohs hardness score $\approx 9.5$ hota hai. Isliye ise industrial grinding wheels, abrasive sandpaper, bulletproof ceramic vests aur high-temperature refractory linings mein use kiya jata hai. • Option 4 galat hai kyunki Asbestos naturally occurring fibrous silicate mineral hai.
Silicones are synthetic organosilicon polymers valued for their thermal stability, water repellency, and physiological inertness. What basic structural repeat unit defines organosilicone polymers?
सिलिकॉन (Silicones) सिंथेटिक ऑर्गनोसिलिकॉन पॉलिमर हैं जो अपनी तापीय स्थिरता, जल विकर्षण और शारीरिक अक्रियता के लिए मूल्यवान हैं। कौन सी बुनियादी संरचनात्मक दोहराव इकाई ऑर्गनोसिलिकॉन पॉलिमर को परिभाषित करती है?
(A) $[-\text{N-H-Si}-]_n$ silazane chains | $[-\text{N-H-Si}-]_n$ सिलाजेन श्रृंखलाएं
(B) $[-\text{C-C-O}-]_n$ ether chains | $[-\text{C-C-O}-]_n$ ईथर श्रृंखलाएं
(C) $[-\text{Si-Si-Si}-]_n$ pure elemental silicon chains | $[-\text{Si-Si-Si}-]_n$ शुद्ध तात्विक सिलिकॉन श्रृंखलाएं
(D) $[-\text{R}_2\text{Si-O}-]_n$ siloxane chains with alkyl/aryl side groups | $[-\text{R}_2\text{Si-O}-]_n$ एल्काइल/एरिल साइड समूहों के साथ सिलोक्सेन श्रृंखलाएं
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Sahi jawab: D) $[-\text{R}_2\text{Si-O}-]_n$ siloxane chains with alkyl/aryl side groups | $[-\text{R}_2\text{Si-O}-]_n$ एल्काइल/एरिल साइड समूहों के साथ सिलोक्सेन श्रृंखलाएंExplanation: Macromolecular organosilicon compounds inorganic siloxane backbone aur organic alkyl functional groups ka hybrid polymer architecture formulate karte hain. • Option 1 galat hai kyunki silazane chains $\text{Si-N}$ backbone contain karti hain, silicones nahi. • Option 2 galat hai kyunki ether chains organic polymers hote hain jinme silicon atom present nahi hota. • Option 3 galat hai kyunki $[-\text{Si-Si-Si}-]_n$ chains polysilanes formulate karti hain. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki **Silicones** synthetic polymers hote hain jinka fundamental repeating unit **$[-\text{R}_2\text{Si-O}-]_n$ (Dialkyl/Diaryl Siloxane unit)** hota hai (jahan $\text{R} = -\text{CH}_3, -\text{C}_6\text{H}_5$). Inka preparation dialkyldichlorosilanes [$\text{R}_2\text{SiCl}_2$] ke controlled aqueous hydrolysis aur subsequent condensation polymerization se hota hai. Strong $\text{Si-O-Si}$ linkage high thermal oxidation resistance provide karti hai jabki non-polar organic $-\text{R}$ groups exceptional **Water Repellency (Hydrophobic character)** aur biological non-toxicity impart karte hain.
Nitrogen gas (N₂) makes up approximately 78% of the Earth's atmosphere by volume, yet it remains chemically inert under ambient conditions. What fundamental molecular property accounts for this chemical inertness?
नाइट्रोजन गैस (N₂) आयतन के हिसाब से पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 78% हिस्सा बनाती है, फिर भी यह परिवेश की स्थितियों में रासायनिक रूप से अक्रिय रहती है। कौन सा मौलिक आणविक गुण इस रासायनिक अक्रियता का कारण है?
(A) Spontaneous ionization into nitrogen ions at room temperature. | कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन आयनों में स्वतः आयनीकरण।
(B) High solubility in liquid water that removes gas molecules from air. | तरल पानी में उच्च घुलनशीलता जो हवा से गैस के अणुओं को हटा देती है।
(C) An exceptionally high bond dissociation enthalpy ($941.4\text{ kJ/mol}$) due to a strong triple covalent bond ($\text{N}\equiv\text{N}$) between nitrogen atoms. | नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच एक मजबूत त्रि-सहसंयोजक बंध ($\text{N}\equiv\text{N}$) के कारण असाधारण रूप से उच्च बंध वियोजन एन्थैल्पी ($941.4\text{ kJ/mol}$)।
(D) Presence of a weak single covalent bond that resists polarity. | एक कमजोर एकल सहसंयोजक बंध की उपस्थिति जो ध्रुवीयता का विरोध करती है।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) An exceptionally high bond dissociation enthalpy ($941.4\text{ kJ/mol}$) due to a strong triple covalent bond ($\text{N}\equiv\text{N}$) between nitrogen atoms. | नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच एक मजबूत त्रि-सहसंयोजक बंध ($\text{N}\equiv\text{N}$) के कारण असाधारण रूप से उच्च बंध वियोजन एन्थैल्पी ($941.4\text{ kJ/mol}$)।Explanation: Diatomic non-metal molecular stability unke bond order aur interatomic electronic orbital overlap strength par rely karti hai. • Option 1 galat hai kyunki nitrogen gas room temperature par spontaneously ionize nahi hoti. • Option 2 galat hai kyunki nitrogen gas non-polar hone ke karan water mein very sparingly soluble hoti hai. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki diatomic Nitrogen molecule ($\text{N}_2$) mein dono nitrogen atoms ke beech **Triple Covalent Bond ($\text{N}\equiv\text{N}$)** hota hai (ek strong $\sigma$-bond aur do mutually perpendicular $\pi$-bonds). Is triple bond ko cleave karne ke liye required **Bond Dissociation Enthalpy exceptionally high ($941.4\text{ kJ/mol}$)** hoti hai ($1.095\text{ Å}$ bond length). Ambient temperatures par collision thermal energy is threshold energy barrier ko overcome nahi kar pati, isliye atmospheric nitrogen room temperature par chemically completely inert rehti hai aur sirf extreme lightning electric discharges ya high-temperature catalysts par hi react karti hai. • Option 4 galat hai kyunki nitrogen molecule mein single bond nahi balki triple bond hota hai.
Nitrogen is stored naturally in mineral deposits across the Earth's crust. Which choice correctly coordinates the common name with the chemical formula for Chile Saltpetre and Indian Saltpetre?
नाइट्रोजन प्राकृतिक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में खनिज जमा में संग्रहीत होता है। कौन सा विकल्प चिली साल्टपीटर और इंडियन साल्टपीटर के रासायनिक सूत्र के साथ सामान्य नाम को सही ढंग से मिलाता है?
(A) Chile Saltpetre: $\text{Na}_2\text{CO}_3$; Indian Saltpetre: $\text{K}_2\text{CO}_3$ | चिली साल्टपीटर: $\text{Na}_2\text{CO}_3$; इंडियन साल्टपीटर: $\text{K}_2\text{CO}_3$
(B) Chile Saltpetre: $\text{NH}_4\text{Cl}$; Indian Saltpetre: $\text{Ca}(\text{NO}_3)_2$ | चिली साल्टपीटर: $\text{NH}_4\text{Cl}$; इंडियन साल्टपीटर: $\text{Ca}(\text{NO}_3)_2$
(C) Chile Saltpetre: $\text{KNO}_3$; Indian Saltpetre: $\text{NaNO}_3$ | चिली साल्टपीटर: $\text{KNO}_3$; इंडियन साल्टपीटर: $\text{NaNO}_3$
(D) Chile Saltpetre: Sodium Nitrate ($\text{NaNO}_3$); Indian Saltpetre: Potassium Nitrate ($\text{KNO}_3$) | चिली साल्टपीटर: सोडियम नाइट्रेट ($\text{NaNO}_3$); इंडियन साल्टपीटर: पोटेशियम नाइट्रेट ($\text{KNO}_3$)
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: D) Chile Saltpetre: Sodium Nitrate ($\text{NaNO}_3$); Indian Saltpetre: Potassium Nitrate ($\text{KNO}_3$) | चिली साल्टपीटर: सोडियम नाइट्रेट ($\text{NaNO}_3$); इंडियन साल्टपीटर: पोटेशियम नाइट्रेट ($\text{KNO}_3$)Explanation: Inorganic mineral nitrate deposits natural evaporite beds mein alkali metal cations ke sath stable crystalline salts banate hain. • Option 1 galat hai kyunki sodium carbonate aur potassium carbonate carbonates hain, nitrates nahi. • Option 2 galat hai kyunki ammonium chloride sal ammoniac hai aur calcium nitrate Norwegian saltpetre hai. • Option 3 galat hai kyunki yeh Chile aur Indian Saltpetre ke formulas ko aapas mein reverse kar deta hai. • Option 4 bilkul sahi hai kyunki geochemical mineral classification ke mutabiq: 1. **Chile Saltpetre (चिली शोरा / Caliche):** Chemically **Sodium Nitrate ($\text{NaNO}_3$)** hota hai, jo South America ke Atacama desert (Chile) mein massive natural caliche deposits ke roop mein paya jata hai. 2. **Indian Saltpetre (शोरा / Nitre):** Chemically **Potassium Nitrate ($\text{KNO}_3$)** hota hai, jo historically India (Bihar, UP, Punjab) ke nitre-rich alluvial soil efflorescences se extract kiya jata tha aur gunpowder manufacture mein use hota tha.
In industrial inorganic chemistry, Nitrogen gas (N₂) is isolated from air on a massive scale. What physical process is deployed for the commercial manufacture of nitrogen from atmospheric air?
औद्योगिक अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, नाइट्रोजन गैस (N₂) को बड़े पैमाने पर हवा से अलग किया जाता है। वायुमंडलीय हवा से नाइट्रोजन के व्यावसायिक निर्माण के लिए कौन सी भौतिक प्रक्रिया तैनात की जाती है?
(A) Heating limestone with coke in a blast furnace. | ब्लास्ट फर्नेस में कोक के साथ चूना पत्थर को गर्म करना।
(B) Electrolysis of water followed by magnetic separation. | पानी का विद्युत अपघटन जिसके बाद चुंबकीय पृथक्करण होता है।
(C) Liquefaction and fractional distillation of air based on boiling point differences. | क्वथनांक के अंतर के आधार पर हवा का द्रवीकरण और प्रभाजी आसवन (Liquefaction and fractional distillation)।
(D) Passing steam over activated charcoal. | सक्रिय चारकोल पर भाप प्रवाहित करना।
✅ Answer & Explanation
Sahi jawab: C) Liquefaction and fractional distillation of air based on boiling point differences. | क्वथनांक के अंतर के आधार पर हवा का द्रवीकरण और प्रभाजी आसवन (Liquefaction and fractional distillation)।Explanation: Atmospheric gas separation cryo-condensation aur boiling point thermodynamic differences par rely karti hai. • Option 1 galat hai kyunki limestone ko blast furnace mein coke ke sath heat karne se carbon oxides generate hoti hain, nitrogen nahi. • Option 2 galat hai kyunki water electrolysis $\text{H}_2$ aur $\text{O}_2$ generate karti hai, atmospheric $\text{N}_2$ nahi. • Option 3 bilkul sahi hai kyunki atmospheric air essentially $\approx 78\text{ %}\text{ N}_2$ aur $\approx 21\text{ %}\text{ O}_2$ ka homogeneous physical mixture hai. Large industrial scale par pure Nitrogen produce karne ke liye air ko pehle filter aur compress karke Joule-Thomson effect se **Liquid Air** mein convert kiya jata hai. Is liquid air ko cryogenic **Fractional Distillation Column** mein gently warm kiya jata hai. Lower boiling point ($77.2\text{ K} / -195.8^\circ\text{C}$) hone ke karan **Nitrogen Gas** column ke top se pehle distill hokar nikal jati hai, jabki higher boiling point ($90.2\text{ K} / -183^\circ\text{C}$) wali Liquid Oxygen bottom mein reh jati hai. • Option 4 galat hai kyunki steam ko charcoal par pass karne se water gas banti hai.