凱氏定氮儀的原理
蛋白質(zhì)是含氮的有機化合物。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化,使蛋白質(zhì)分解,分解的氨與硫酸結合生成硫酸銨。然后堿化蒸餾使氨游離,用硼酸吸收后再以硫酸或鹽酸標準溶液滴定,根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù),即為蛋白質(zhì)含量。
1.有機物中的胺根在強熱和CuSO4,濃H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4
反應式為:
2NH2+H2S04+2H=(NH4)2S04 (其中CuSO4做催化劑)
2.在凱氏定氮器中與堿作用,通過蒸餾釋放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中
反應式為:
(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知濃度的H2SO4(或HCI)標準溶液滴定,根據(jù)HCI消耗的量計算出氮的含量,然后乘以相應的換算因子,既得蛋白質(zhì)的含量
反應式為:
?。∟H4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3
凱氏定氮儀的作用
凱氏定氮儀用凱氏方法檢測谷物、食品、飼料、水、土壤、淤泥、沉淀物和化學品中的氨、蛋白質(zhì)氮含量、酚、揮發(fā)性脂肪酸、氰化物、二氧化硫、乙醇等含量。具有相當好的性價比,僅僅滴定過程需要人工操作一下,非常適合實驗室及檢驗機構常規(guī)檢測。廣泛用于食品、農(nóng)作物、種子、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質(zhì)含量分析。
凱氏定氮儀的操作方法
消化
根據(jù)樣品量的多少選擇適宜的凱氏燒瓶4個(此處以50毫升為例),其中2個為對照。向燒瓶內(nèi)加入準確稱量的樣品,注意要把樣品加至燒瓶底部,切勿沾在瓶口及瓶頸上。另外2個作空白對照,好對樣品進行校正。
在每個燒瓶中加入約300毫克硫酸鉀-硫酸銅混合物(硫酸鉀:五水硫酸銅=3:1、6:1或10:1均可),再用量筒加入3毫升濃硫酸。將上述4個凱氏燒瓶放在通風良好處(在通風櫥中進行)加熱消化。先用小火加熱至沸騰。此時會產(chǎn)生大量泡沫,應特別注意不能讓黑色物質(zhì)上升到燒瓶頸部,否則將嚴重影響分析結果。當混合物停止冒泡,蒸汽與二氧化硫也均勻地放出時,將火焰調(diào)節(jié)到保持瓶內(nèi)液體微微沸騰。假若發(fā)現(xiàn)瓶頸上有黑色顆粒,應小心地將燒瓶傾斜振搖,用消化液將其洗下。在消化過程中要時常轉動燒瓶,使全部樣品都浸在消化液中。當消化液呈清澈淡藍色時即告消化結束。時間一般在5~6小時!若樣品中含賴氨酸或組氨酸較多時,消化時間需要延長1~2倍。因為這兩種氨基酸中的氮在短時間內(nèi)不易消化*。
蒸餾
采用改良式凱氏定氮儀。
1、洗滌蒸餾儀:用硼酸指示劑(取100毫升2%硼酸溶液,滴加混合指示劑約1毫升,搖勻后呈紫紅色即可;混合指示劑:50毫升0.1%甲烯藍乙醇+200毫升0.1%甲基紅乙醇,存于棕色瓶中)檢測是否清洗干凈。干凈標準:指示劑不變色。
2、樣品和空白的蒸餾:取2毫升稀釋消化液至加樣口加入反應室,關閉加樣口,另取1個裝硼酸指示劑的三角瓶接于冷凝管下端。取30%氫氧化鈉(W/W)溶液約10毫升,從加樣口緩慢加入,當未加完時關閉,并加入約3毫升蒸餾水,再繼續(xù)緩慢加入一半后關閉,讓剩下的水作液封。將加熱器重新放在蒸汽發(fā)生器下加熱(注:在清洗儀器完畢后應拿走加熱器),待三角瓶中液體由紫紅變成鮮綠色起開始計時,蒸餾5分鐘,然后移動三角瓶使液面離開冷凝管口約1厘米,并用少量蒸餾水洗滌冷凝管口外周,繼續(xù)蒸餾1分鐘??瞻淄瑯?。
3、清洗儀器:同上,不*指示劑。
滴定 用0.0100mol/L標準鹽酸(要標定,費時)滴定三角瓶中收集的氨,直至硼酸指示劑由綠變紫紅。
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