為什麼純度會超過100%？

01-26

今天做題的時候做到：按國家標準規定，化學試劑FeSO4·7H2O（M=278.04g·mol）的含量：99.50~100.5%為一級（G.R）；99.00%~100.5%為二級（A.R）；98.00%~101.0%為三級（C.P）
為什麼純度會大於100%
為什麼三級的可能會比一級純？
為什麼純度範圍會有重疊？

這裡的純度是純度指標，而不是真實純度。你可以理解為實際樣品與理想狀態符合的程度。

真實純度是不可知的，我們在分析化學上只能通過一些定量反應間接的反映純度。

對於七水硫酸亞鐵，標準是用亞鐵的氧化還原滴定反應作為表達純度的基礎，所以當亞鐵含量低於分子式組成時（例如有氧化），表現出來純度低於100%，當亞鐵含量高於分子式組成時（例如少了部分結晶水），表現為純度高於100%。

這個標準裡面的三個級別，不能理解成三級的比一級的純度高，因為從純度意義上講，純度100.5%的是比純度101%更高的。或者可以換個角度說，純度100.5%代表偏離理想的分子式0.5%，而純度101%代表偏離理想的分子式1%，所以純度更低。

另外，分析方法都有誤差，國標中常規容量分析的不確定度一般是0.2%，所以有些規定純度99.8%的試劑實際上要求就是99.8%~100.2%，這是普遍現象。

純度超過100%的一種可能重要原因是：試樣中含有的雜質，能使當前檢測方法的結果偏大，但這種雜質並不影響試樣或者藥品的正常使用。

例如：亞硫酸氫鈉（NaHSO3）是用檢測等效二氧化硫含量來確定純度的，理論上最高純度只能是100%，但亞硫酸氫鈉在結晶時很容易發生兩分子間脫去一分子水的反應，從而生成焦亞硫酸鈉（Na2S2O5，又稱偏重亞硫酸鈉），因此市售的商品亞硫酸氫鈉和商品焦亞硫酸鈉實際上都是亞硫酸氫鈉和焦亞硫酸鈉的混合物，如果以亞硫酸氫鈉為主要成分，商品名就稱為亞硫酸氫鈉，但不可避免混有焦亞硫酸鈉，焦亞硫酸鈉的等效二氧化硫含量要高於亞硫酸氫鈉，如果將測出的二氧化硫含量只折算成為亞硫酸氫鈉，完全可能出現純度大於100%的情況。

那麼這種混有焦亞硫酸鈉的亞硫酸氫鈉是否影響正常使用呢？實際沒有影響，因為溶於水之後，焦亞硫酸鈉又會水解，最終還是生成亞硫酸氫鈉。

硫酸亞鐵也存在類似問題，從水溶液中，較低溫度下結晶得到的主要是七水合硫酸亞鐵晶體，即綠礬，但綠礬在空氣中易風化失去部分結晶水，最終商品七水合硫酸亞鐵中不免含有結晶水分子數不足7個的雜質，這些雜質二價鐵離子含量比七水合硫酸亞鐵高，如果使用測定二價鐵離子含量的方法，再折算為七水合硫酸亞鐵含量，也可能出現純度大於100%的現象，但這些低結晶水雜質對使用並無影響，因為溶於水後都一樣。

實驗室中二價鐵離子標準品常使用硫酸亞鐵銨，而不使用綠礬，就與綠礬易風化（甚至氧化）有關。

題主的思維有點機械了

1.所謂藥品試劑的真實純度是永遠不可得的，除非人工一個分子一個分子去數，宏觀現實根本不能實現絕對精準的定量

2.所以任何形式的定量都是一個接近真（實）值的過程，真（實）值本身不可得到，只能無限接近，在精確度滿足要求的情況下，追求近似真值（相對真值）。

3.相對真值定量的基本過程就離不開測量，測量本身也因為技術手段和偶然誤差會有偏移。

4.純粹的真值，或者說100%根本不可能達到，所以藥品的純度也應當是一個有範圍的值。

例如我們生產了某種純凈物我們理應認為該物品的理論純度為100%（或者無法忽視副反應的純度為99%乃至99.9%乃至99.99%乃至無限接近100%）。

然而定量分析並不會簡單的根據反應式和反應常數來得到結果

化學本質是一門實驗學科

假設有化工步驟A：投了已知物料（假設是1.000mol），然後根據反應平衡常數Kc=10e6（假設是一個單分子分解反應，反應係數1:1:1）就能得到純度是99.9%了。

純度的定量要用精密度準確性都更高更可靠的方法去標定。

我們有定量分析步驟B提供了準確度更高的試劑，精密度更高的儀器，反應平衡常數更高的反應，去標定待測物質，得到是客觀實現存在的實驗值。

誠然，按理論結果，剛剛生產的1.000mol某物質中的實際含量應當是0.999mol，但客觀事實存在的定量反應得到的實驗值是&>0.999ml時，因為步驟B精密度準確性高於化工步驟A，在排除可能的系統誤差（即步驟a或者步驟b中有本質的理論錯誤）之後，我們必須要根據客觀事實存在的步驟B來給產物定量，而不能用步驟B理論計算結果來給產物定量。

所以當步驟B中出現結果&>0.999mol乃至＞1.000mol的時候，我們給產物定量的純度就會大於100%.

決定事實結果的依存必然是另一個事實結果，而非理論結果。

純度不是這麼計算出來的理論值，那是無機化學考試的題目，是不可存在於現實的化工生產中的。

-------------------------------再用換個例子解釋一下也許更好理解---------------------------------

國際單位制是一切物理和化學定量分析的基礎，其中長度單位是米，定義為光在真空中行進1/299 792 458秒的距離，使用該定義來精確測量長度的工具叫激光尺。

然而事實是我們不可能時刻攜帶使用一部激光尺。測繪測距中我們也許需要一把激光尺，那是工程需要，但假設我們想量一下自己的身高，用激光尺顯然就大炮打蚊子了，或者我想買一張一米八的雙人床，難道我也要用激光尺去宜家么？

事實上多數時候一個捲尺就能滿足我們的生活需要了，所以假設我們用捲尺量了我的身高是181.5cm，這就是步驟A，那麼我就可以在體檢單上寫上身高：181.5cm。

但另一個事實是捲尺本身作為金屬材料，受熱脹冷縮，金屬疲勞，彈性收縮等等各種影響，我們如果用激光尺量身高，得到的結果是181.6754341cm，這個結果本身精密度比捲尺高，準確度比捲尺高，理論優先順序比捲尺高，所以這把捲尺在181.5cm這個刻度的「長度（純度）」已經超過100%了。

如果長度測量可以100%，那麼質量測量自然也是可以超過100%的

---------------------------------------純度大於100%有什麼意義---------------------------------------------

99.50~100.5%為一級（G.R）；99.00%~100.5%為二級（A.R）；98.00%~101.0%為三級（C.P）

這三種純度我們也叫優級純，分析純，化學純。它們分類區分的意義在於，我們即要求的是純度的「精密度」也要求純度的「範圍」。就想我們買同種物質的不同純度，也許優級純的那瓶純度只有99.6%，化學純的那瓶正好純度是99.8%，僅從這兩瓶藥品來看，化學純的那瓶正好比優級純的那瓶「更純」。

但這種偶然性的「更純」並不能滿足實驗本質要求的「重現性（可復性）」。

還是以尺子為例，假設我的真實身高（這裡是假設，理論上真實值永遠不知道）是181.55.........cm。之前那把捲尺測量的181.5顯然比181.6754341更接近我的真實身高。

但是，當我們需要重複實驗的時候，也許這把捲尺在北極量我的身高是181.9cm，在赤道量我的身高是181.2cm，而同一台激光尺在北極的結果是181.6921741cm，在赤道是181.536724cm，在多次測量的平均值方面，激光尺的統計結果和概率分布都要優於捲尺。

就像你不能因為買到一瓶99.8%的化學純和一瓶99.6%的優級純，就認為化學純的現實意義要高於優級純，化學純的範圍達到3%而優級純只有1%，在多次測量的前提下，優級純的統計結果是肯定優於化學純的。

好比2個班的學生，差班有人考了90，好班有人考了85，你就認為差班比好班更好，也許差班平均分只有80，除了90分的還有很多60 70，而好班平均分是90分，85的那個已經是全班倒數了。

因為絕大部分的檢測方法都是間接測定的啊

平時我們檢查一類產品良品率的時候，抽樣後點數就可以了，多少好的，多少壞的一目了然÷一下怎麼也不可能＞1

但我們是看不到物質的粒子的，那麼要怎麼給他們數數呢？很多情況就是利用其粒子自帶的特徵來檢測。

比如前兩年的三鹿奶粉事件，我們檢測蛋白質含量的時候，用的方法是把蛋白質中的氮元素遊離出來固定，然後測定氮元素含量，再按氮元素在蛋白質中所佔比例倒推蛋白質含量（約佔16%），但是不法分子貪啊，往裡加三聚氰胺C3H3N6（含氮量66.67%），分解了都是氮元素，就是說我只要四分之一的三聚氰胺就可以假裝一份蛋白質了，成本不就下來了嘛。（現在蛋白質檢測方法改了）

而這些純度超過1的試劑也是這個原因，對於水合鹽，一旦有部分脫水導致質量減少，純度就會漲一點。對於其他試劑，一旦含有待檢測元素的雜質，也會導致純度顯示變化。不過這些一般都在合理範圍內。

藥品的話，質量標準在規定含量的同時會規定檢驗方法。各種檢驗方法誤差不同，別說100%了，更離譜的我都見過。

譬如現在手裡這個，雜質1含量5%，雜質2含量3%，其他雜質共4%。算下來主成分含量最多只有88%了吧？naive，含量測定用紫外吸收，什麼雜質也能算進去，100.2%！

1.為什麼含量範圍會重疊.

那個百分比並不是純度,而是含量.

應該是一級純，含量範圍是多少，而不是含量範圍在多少範圍內就是一級純。不同等級的的標準物，製備和標定方法可能不同。含量只是其中一個指標。

2.為什麼含量大於100%

當我們談含量時，不得不提分析方法和標準物.通過純度來標定的物質(比如一級標準物,不是指上面一級純的物質),沒有參照物, 其含量公式一般為含量=1-雜質.這時它的含量一般是不超過100%的.但用一級標準物標定的二級標準物,採用的是對比法的.假定同類化學品A B,真實含量分別為 99.6%, 99.9%.我們用第一種方法對A標定,測量結果99.8%(考慮測量不確定度/誤差,這是可以接受的).然後我們用第二種方法以A為參照物對B進行標定,測得結果為100.2%,這個值也是可以接受的.

3.為什麼含量和100%相差那麼大.

當我們用標準物,用某種方法,對某待測物C進行測定時,測出101.0%這種結果也毫不奇怪,特別在標準樣和待測樣性質和分析方法相差較大時,測出90% 105% 110%這種值時,也是可能的.

4.量值如何傳遞

含量通過最初的製備和分析方法,賦予給標準物,同時也確定了一個不確定度.

此後的標準物或者樣品,通過與上級標準物對比不斷地被賦予值,在此對比鏈中,不確定度不斷在積累.

5.關於不確定度

如果沒接觸過這個概念,理解成對誤差分布的估計.

6.純度和含量的區別

概念上很好理解

純度:某特定化學組分在給定物質中的佔比.(更關注除了該組分外,雜質的比例多少)

含量:某特定化學組分在給定物質中的絕對質量.(一般用該化學組分的測量質量與該物質質量或其他特定數值的比值表示.)(更關心有多少質量的該化學組分)

因而其測量時的關注點不一樣.

7.聲明

以上內容未經校對,未嚴格使用術語,僅為方便理解.為獲得準確的概念,請參考:

&<中國藥典2015版&> (9901 國家藥品標準物質指導原則,9101 藥品質量標準分析方法驗證指導原則,凡例等)

&<化學分析中不確定度評估指南&>

分析化學教材

8.補充

我們來看一下國標&第4項的規格

再看一下含量

含量高錳酸鉀滴定的,不是指純度,高錳酸鉀一般可以使用草酸鈉基準物質標定的.這個滴定反應實際檢測的是二價鐵含量,摺合成七水合硫酸亞鐵含量,同時也是非專屬性的分析方法.滴定分析的精密度一般在0.1%級別(映象中化學分析書上介紹的是0.3%),準確度跟具體的滴定體系有關.注意這裡的分子量給的是4位,0.1%級的精度.

我們再了解一下對含量可能干擾的因素,

氧化,二價鐵變三價鐵,含量降低.(在規格指標中有限制)

風化,失去結晶水,分子量變低,含量變高.(結晶水物料在規格指標中無直接限制)

以化學純為例.再看一下上面其他測試項,我們主要關注對含量影響接近0.1%級的,

水不溶物 0.02%

高鐵 0.10%(考慮和高鐵結合的陰離子,還要大一些)

鋅 0.02%

氨水不沉澱物 0.2%

我們此時還沒深入到生產工藝,比如結晶水數量的控制.已經明確的可能誤差,都能達到0.5%的水平了.

1、所有的純度都是一個相對測量值，不是真實純度。簡單點就是人類手段得到的最符合真實值的一個測量值，但它不是真實。舉個例子，給你一塊石頭，你用台秤，天平，分析天平測出來的肯定是三個不一定數字，都不是這塊石頭的真實重量，只是通過現有的手段，儀器的精密程度測出的一個很接近真是重量的一個重量。

2、你所舉例的這個水和鹽是用滴定法測量所得純度的，如果儀器的精密度不高，標準物亞鐵有氧化，所得的純度就會有上下偏差。所以衣食住行很多含量呀，長度呀等都有一個誤差範圍。

3、三級不會比一級的純，因為它一級的範圍更小，更接近真實純度，所以更純。

以上。

這個是含量和純度的定義問題，在藥學專業內有明確定義。

可能其他行業有其他行業的習慣性說法，所以我不反對其他意見，只說本專業。

純度就是某成分佔這個樣品的百分比，purity。對應的就是雜質，impurity。純度的最大值就是100%，和百分比的定義原則上一樣。

含量就是assay，由於測試方法和其他各種原因，過百很常見。

舉個例子，某製劑規定，每片含奧美拉唑10mg，藥典規定檢測含量合格範圍應該是90-110%。也就是9-11mg一片。但是這個藥片總重大概200mg，裡面大部分是澱粉等等。

所以最終的報告書上，這個產品的含量可能是105%，符合規定。至於純度，不適合在這裡使用，因為太低，且並無意義。

製劑藥廠買原料葯奧美拉唑的時候，才會關注純度有多少。純度太低雜質多，影響藥效，還會有引起副反應的其他雜質。

這是測定誤差，正常的，我們平時測定的藥品的含量還是98～102的

2015版藥典凡例內容

藥材和飲片、植物油脂和提取物的含量（％)均按重量計。成方製劑與單味葯製劑的含量，除另有規定外，一般按每一計量單位（1片、1丸、1袋、1 m l等）的重量計；單一成分製劑如規定上限為1 0 0 %以上時，系指用本版藥典規定的分析方法測定時可能達到的數值，它為藥典規定的限度或允許偏差，並非真實含量；如未規定上限時，系指不超過101.0% 。

三鹿奶粉的事情不記得嗎？加三聚氰胺

「純度」大於100%可能是由於某些原因(脫水等神奇的事情導致的。

簡言之就是我們說的「純度」只是一個指標，而不一定是真實的純度。

設想這樣一種情況：一般測FeSO4·7H2O的方法一般是滴鐵/測硫酸根，而這兩種方法得到的值就是我們說的「純度」。但是在實際物質裡面或多或少有一部分七水合物變成了含更少水的物質，這就導致了含鐵/硫酸根的量的上升，而這樣算出來的數據就很有可能大於原來取樣的質量，導致所謂的「純度」爆百。但是實際上要是按照純度的嚴格定義(某種物質佔總物質的比例)，才會得到真正的小於100%的純度。

(帶引號的純度是指的試劑瓶標的純度，不加引號的是真·純度)

分析純是99.5，最高是100

居然沒有邀請我

實際的含量不可能會超過100%，為什麼我們會承認超過100%的結果呢？因為在操作過程中難免會存在誤差，比如樣品損失了部分（外濺，氧化，粘附在試管上），儀器測量的結果會有波動（時大時小，在測量的樣品越少時波動越明顯），樣品反應不完全……這些誤差加起來會造成測的的結果可能比實際值大也可能比實際值小，也就解釋了為什麼會有大於100%

經過科學家長期的實驗發現，某樣品含量在人的測試下，其含量一定範圍內是有效的或者說是合格的，雖然說結果可能大於100%，國家或者企業也採用這種了方法，判斷某樣品的好壞，所以你就看到了含量大於百分之百的樣品依然合格。

希望能破十個贊

用三聚氰胺配置的奶粉「純度」可是很高的哦，此「純度」非彼純度而已，這就是檢測方法帶來的局限性

發煙硫酸。硫酸含量超乎想像。。