순도(백분율)란?
순도(백분율)는 시료 전체 가운데 우리가 실제로 관심 있는 물질이 차지하는 비율을 의미합니다. 즉 불순물, 수분, 그 밖의 오염 물질을 제외한 목표 물질의 함량을 나타내죠. 화학, 제약, 금속 공학, 품질 관리 등 다양한 분야에서 기본이 되는 측정값입니다. 순도가 100%인 시료는 목표 화합물 외에 아무것도 포함하지 않으며, 값이 낮을수록 원하지 않는 물질이 더 많이 섞여 있다는 뜻입니다.
계산기 사용 방법
두 가지 값을 입력하면 됩니다. 시료에 들어 있는 순물질의 질량과 시료 전체의 질량이죠. 계산기는 순물질의 질량을 시료 전체 질량으로 나눈 뒤 100을 곱해 백분율로 결과를 표시합니다. 또한 편의를 위해 불순물의 비율(%)과 불순물의 총질량까지 함께 알려 줍니다.
공식 풀이
관계식은 아주 간단합니다.
$$\text{순도(\%)} = \frac{\text{순물질의 질량}}{\text{시료의 질량}} \times 100\%$$순물질의 질량은 보통 실험을 통해 구합니다. 예를 들어 원하는 생성물을 분리하거나, 적정(titration)을 하거나, 분석을 통해 얻을 수 있죠. 시료의 질량은 처음에 가지고 있던 전체 질량입니다. 순도는 비율이므로 두 질량의 단위는 반드시 같아야 합니다(여기서는 그램을 사용하지만, 단위가 일치한다면 어떤 것이든 상관없습니다).
예제 풀이
암염 시료 10 g에서 순수한 염화나트륨 8 g을 회수했다고 가정해 봅시다. 이때 순도는 $$(8 \div 10) \times 100 = 80\%$$입니다. 즉 시료의 20%, 다시 말해 2 g이 불순물로 이루어져 있다는 뜻입니다.
자주 묻는 질문
순도가 100%를 넘을 수 있나요? 그럴 수 없습니다. 계산 결과가 100%를 넘었다면 순물질의 질량을 과대평가했거나 측정 오차가 있는 것입니다. 순물질이 시료 전체보다 무거울 수는 없으니까요.
어떤 단위를 사용해야 하나요? 두 입력값이 같은 단위만 쓴다면 어떤 질량 단위든 괜찮습니다. 그램, 킬로그램, 밀리그램 모두 동일한 백분율 결과를 줍니다.
수득률(percent yield)과는 어떻게 다른가요? 수득률은 반응에서 이론상 얻을 수 있는 최대량과 실제로 얻은 생성물을 비교하는 값이고, 순도는 하나의 시료가 어떤 성분으로 이루어져 있는지를 나타내는 값입니다.
