Как изменится концентрация ортофосфорной кислоты при разведении её раствора с массовой долей растворённого вещества

Для того чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать некоторые основы химии и концентрации растворов.

Концентрация раствора можно определить как отношение массы растворенного вещества к объему растворителя. Обозначим массу растворенного вещества как \(m_1\) и объем растворителя как \(V_1\). Тогда концентрация раствора будет равна:

\[C_1 = \frac{{m_1}}{{V_1}}\]

Предположим, что раствор ортофосфорной кислоты имеет начальную массовую долю \(p_1\) (в процентах) и объем \(V_1\) литров.

Массовая доля растворенного вещества показывает, какая часть массы раствора приходится на растворенное вещество. Обозначим массу ортофосфорной кислоты как \(m_1\) и общую массу раствора как \(m\). Тогда массовая доля будет равна:

\[p_1 = \frac{{m_1}}{{m}} \times 100\%\]

Теперь давайте рассмотрим процесс разведения раствора. Предположим, что к раствору добавили некоторый объем растворителя \(V_2\) литров. Обозначим новую концентрацию раствора как \(C_2\) и массовую долю растворенного вещества как \(p_2\).

Во время разведения раствора масса растворенного вещества не изменяется, поэтому справедливо следующее уравнение:

\[m_1 = m_2\]

Так как величина массовой доли ортофосфорной кислоты не изменяется в процессе разведения, то мы можем записать:

\[p_1 = p_2\]

Используя определение концентрации раствора, мы можем выразить \(C_1\) и \(C_2\) в терминах массы и объема:

\[C_1 = \frac{{m_1}}{{V_1}}, \quad C_2 = \frac{{m_2}}{{V_2}}\]

Так как \(m_1 = m_2\) и \(p_1 = p_2\), мы можем записать:

\[\frac{{m_1}}{{V_1}} = \frac{{m_2}}{{V_2}}\]

Подставляя вместо \(m_1\) и \(m_2\) соответствующие выражения для массы через массовую долю, получаем:

\[\frac{{p_1 \times m}}{{V_1}} = \frac{{p_2 \times m}}{{V_2}}\]

Выражая концентрацию \(C_2\) через \(C_1\), \(V_1\) и \(V_2\), получаем:

\[C_2 = \frac{{p_1 \times V_1}}{{p_2}}\]

Исходя из этой формулы, при разведении раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей \(p_1\) с добавлением растворителя объемом \(V_2\), концентрация полученного раствора \(C_2\) будет зависеть от начальной концентрации \(C_1\) и массовой доли \(p_2\).