هل سبق لك أن لاحظت أن مقاعد حافلات النقل المدرسي في شبرا أو أغطية الأسلاك الكهربائية في عمارات مدينة نصر لا تشتعل بسهولة عند تعرضها للنار؟ السر يكمن في مركبات كيميائية تُسمى ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم (أو PBDE اختصاراً). هذه المركبات تُضاف إلى العديد من المنتجات التكنولوجية لحمايتها من الحرائق. لكن你知道吗 أن هذه المركبات قد تشكل خطراً على صحتنا وبيئتنا إذا لم نتعامل معها بحذر؟ في هذا التمرين، سنكتشف معاً كيف يعمل هذا المركب، أين يُستخدم في مصر، وما هي البدائل الآمنة التي يمكن أن تحل محله. هيا نبدأ حل التمارين لنفهم دور الكيمياء في حياتنا اليومية!
كمية مركب ثنائي فينيل الإيثر في أغطية الأسلاك
في مصنع للأسلاك الكهربائية بحي شبرا، تُصنع أغطية بلاستيكية تحتوي على 8% من وزنها على مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم. إذا كان وزن 1000 غطاء سلكاً كهربائياً 250 كجم، فاحسب كمية مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم المستخدمة في هذه الأغطية.
المعطيات
| m_total | الكتلة الكلية لأغطية الأسلاك | 250 | kg |
| percentage | النسبة المئوية لمركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم | 8 | % |
المطلوب
- m_pbde — كتلة مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم (kg)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
ابدأ بتحويل النسبة المئوية إلى كسر عشري: 8% = 0.08
تلميح 2
استخدم العلاقة: الكتلة = الكتلة الكلية × النسبة المئوية (بالكسر العشري)
الحل الكامل
- المعطيات — الكتلة الكلية لأغطية الأسلاك هي 250 كجم، وتحتوي على 8% من مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم.
- تحويل النسبة المئوية — نحول 8% إلى كسر عشري: 8% = 0.08.
- حساب الكتلة — نحسب كتلة المركب باستخدام العلاقة:
- النتيجة — إذن، كتلة مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم في الأغطية هي 20 كجم.
← 20 كجم
تكلفة مركب ثنائي فينيل الإيثر في مصنع مدينة نصر
يستخدم مصنع للأثاث المدرسي في مدينة نصر 120 كجم سنوياً من مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم في صناعة كراسي الطلبة. إذا كان سعر الكيلو جرام الواحد 300 جنيه مصري، فاحسب التكلفة السنوية لهذا المركب.
المعطيات
| m_annual | الاستهلاك السنوي من المركب | 120 | kg |
| price_per_kg | سعر الكيلو جرام الواحد | 300 | EGP |
المطلوب
- total_cost — التكلفة السنوية الإجمالية (EGP)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
استخدم العلاقة: التكلفة = الكمية × السعر لكل كيلو جرام
تلميح 2
تذكر أن EGP هو رمز الجنيه المصري
الحل الكامل
- المعطيات — الكمية السنوية المستخدمة 120 كجم، وسعر الكيلو 300 جنيه مصري.
- حساب التكلفة — التكلفة = 120 × 300 = 36000 جنيه مصري.
- النتيجة — إذن، التكلفة السنوية هي 36000 جنيه مصري.
← 36000 جنيه مصري
النسبة المئوية للحد المسموح به من مركب ثنائي فينيل الإيثر
في أحد المصانع بحي بولاق، تسرب 1.5 كجم من مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم إلى مياه الصرف الصحي. إذا كان الحد المسموح به يومياً لهذا المركب في مياه الصرف هو 50 جرام، فكم تبلغ هذه الكمية بالنسبة المئوية من الحد المسموح به؟
المعطيات
| leaked | الكمية المتسربة | 1.5 | kg |
| daily_limit | الحد المسموح به يومياً | 50 | g |
المطلوب
- percentage — النسبة المئوية للحد المسموح به (%)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
حول الكمية المتسربة إلى جرام: 1.5 كجم = 1500 جرام
تلميح 2
استخدم العلاقة: النسبة المئوية = (الكمية المتسربة / الحد المسموح به) × 100
الحل الكامل
- التحويل إلى جرام — نحول 1.5 كجم إلى جرام: 1.5 كجم = 1500 جرام.
- حساب النسبة — النسبة المئوية = (1500 / 50) × 100 = 3000%.
- النتيجة — الكمية المتسربة تعادل 3000% من الحد المسموح به يومياً.
← 3000%
مقارنة بين مركبات ثنائي فينيل الإيثر: خماسي البروم مقابل ثماني البروم
مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم (pentaBDE) ومركب ثنائي فينيل الإيثر الثماني البروم (octaBDE) كلاهما من مركبات ثنائي فينيل الإيثر المتعددة البروم. إذا علمت أن pentaBDE يحتوي على 5 ذرات بروم، و octaBDE يحتوي على 8 ذرات بروم، فكم ذرة بروم إضافية يحتويها octaBDE مقارنة بـ pentaBDE؟
المعطيات
| penta_bromine | عدد ذرات البروم في pentaBDE | 5 | |
| octa_bromine | عدد ذرات البروم في octaBDE | 8 |
المطلوب
- additional_bromine — عدد ذرات البروم الإضافية
تلميحات تدريجية
تلميح 1
الفرق = عدد ذرات البروم في octaBDE - عدد ذرات البروم في pentaBDE
تلميح 2
تذكر أن البروم هو عنصر كيميائي له الرمز Br
الحل الكامل
- المعطيات — عدد ذرات البروم في pentaBDE هو 5، وفي octaBDE هو 8.
- حساب الفرق — عدد الذرات الإضافية = 8 - 5 = 3 ذرات بروم.
- النتيجة — octaBDE يحتوي على 3 ذرات بروم إضافية مقارنة بـ pentaBDE.
← 3 ذرات بروم
الصيغة الكيميائية لمركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم
اكتب الصيغة الكيميائية لمركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم، علمًا أن الصيغة العامة لمركبات ثنائي فينيل الإيثر هي C12H10O، وأن البروم يحل محل بعض ذرات الهيدروجين في هذه الصيغة.
المطلوب
- formula — الصيغة الكيميائية النهائية
تلميحات تدريجية
تلميح 1
الصيغة العامة لمركبات ثنائي فينيل الإيثر هي C12H10O
تلميح 2
في ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم، يحل 5 ذرات بروم محل 5 ذرات هيدروجين
تلميح 3
البروم له الرمز Br
الحل الكامل
- الصيغة العامة — مركبات ثنائي فينيل الإيثر لها الصيغة C12H10O.
- الإحلال بالبروم — في ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم، يحل 5 ذرات بروم محل 5 ذرات هيدروجين، مما يقلل عدد ذرات الهيدروجين إلى 5.
- الصيغة النهائية — إذن، الصيغة النهائية هي C12H5Br5O.
← C12H5Br5O
تكاليف استبدال مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم ببديل آمن
في مصنع للأثاث المدرسي في الإسكندرية، يستخدم 800 كجم سنوياً من مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم بتكلفة 200000 جنيه مصري. إذا أراد المصنع استبداله بمركب بديل آمن يزيد سعره بنسبة 25%، فكم ستكون التكلفة السنوية الجديدة؟
المعطيات
| current_usage | الاستهلاك السنوي الحالي | 800 | kg |
| current_cost | التكلفة السنوية الحالية | 200000 | EGP |
| price_increase | نسبة زيادة سعر البديل | 25 | % |
المطلوب
- new_cost — التكلفة السنوية الجديدة (EGP)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
احسب سعر الكيلو جرام الواحد في الوقت الحالي: 200000 ÷ 800
تلميح 2
احسب سعر الكيلو جرام للبديل: السعر الحالي × 1.25
تلميح 3
ثم احسب التكلفة السنوية الجديدة: 800 × السعر الجديد
الحل الكامل
- سعر الكيلو الحالي — سعر الكيلو جرام الواحد = 200000 ÷ 800 = 250 جنيه مصري.
- سعر الكيلو للبديل — سعر البديل = 250 × 1.25 = 312.5 جنيه مصري.
- التكلفة السنوية الجديدة — التكلفة السنوية الجديدة = 800 × 312.5 = 250000 جنيه مصري.
- النتيجة — إذن، التكلفة السنوية الجديدة ستكون 250000 جنيه مصري.
← 250000 جنيه مصري
تركيز مركب ثنائي فينيل الإيثر في هواء مصنع في الجيزة
في مصنع لإنتاج الرغوة العازلة بحي الوراق، يتعرض 25 عاملاً إلى تركيز 0.7 ميكروجرام/م3 من مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم في هواء المصنع لمدة 8 ساعات يومياً. إذا كان الحد المسموح به حسب منظمة الصحة العالمية هو 0.1 ميكروجرام/م3، فكم ضعفاً عن الحد المسموح به هو هذا التركيز؟
المعطيات
| measured_conc | التركيز المقاس | 0.7 | µg/m³ |
| allowed_conc | الحد المسموح به | 0.1 | µg/m³ |
المطلوب
- ratio — عدد الأضعاف عن الحد المسموح به
تلميحات تدريجية
تلميح 1
استخدم العلاقة: عدد الأضعاف = التركيز المقاس ÷ الحد المسموح به
تلميح 2
تذكر أن 1 ميكروجرام = 10^-6 جرام
الحل الكامل
- حساب النسبة — عدد الأضعاف = 0.7 ÷ 0.1 = 7 أضعاف.
- النتيجة — التركيز المقاس أعلى 7 مرات من الحد المسموح به، مما يشكل خطراً صحياً على العمال.
← 7 أضعاف
إجراءات السلامة عند التعامل مع مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم
اكتب تقريراً مختصراً (5 نقاط رئيسية) عن إجراءات السلامة التي يجب اتخاذها عند التعامل مع المنتجات التي تحتوي على مركب ثنائي فينيل الإيثر الخماسي البروم في المختبر المدرسي، مع ذكر السبب لكل نقطة.
المطلوب
- safety_points — نقاط إجراءات السلامة
تلميحات تدريجية
تلميح 1
فكر في الحماية الشخصية، التهوية، والتخلص من النفايات
تلميح 2
تذكر أن هذا المركب قد يكون ساماً عند الاستنشاق أو الابتلاع
الحل الكامل
- الإجراءات الخمس — 1. ارتداء قفازات ونظارات واقية لحماية الجلد والعينين من التلامس مع المركب. 2. العمل في مكان جيد التهوية أو تحت غطاء الدخان (fume hood) لتقليل استنشاق الأبخرة. 3. عدم تناول الطعام أو الشراب في منطقة العمل لتجنب التلوث. 4. غسل اليدين جيداً بالماء والصابون بعد التعامل مع المركب. 5. التخلص من النفايات الكيميائية وفقاً للأنظمة البيئية المحلية، مثل إعادتها إلىSupplier: المدارس أو التخلص منها في حاويات خاصة.
- السبب لكل إجراء — 1. الحماية من التلامس المباشر مع المركب السام. 2. تقليل التعرض للأبخرة الضارة. 3. منع ابتلاع الجزيئات أو الأبخرة عن طريق الخطأ. 4. إزالة أي残留 من المركب عن الجلد. 5. منع تلوث البيئة والمياه الجوفية.
← قائمة بإجراءات السلامة الخمس مع أسبابها