凯氏定氮法是测定某些有机化合物中三阴性态氮的分析方法。该方法由丹麦化学家Johan Kjeldahl于1883年开发,广泛用于食品中蛋白质的测定,因为蛋白质是由含氮氨基酸连接在一起组成的大分子。当用于蛋白质测定时,通过使用适当的数字因子将测量的氮百分比转换为当量蛋白质含量。对于肉类样品,该系数为 6.25,因为肉类蛋白质大约含有 16% 的氮。凯氏定氮法不直接检测NN和NO键(例如叠氮化物、硝酸盐、亚硝酸盐、硝基等)。含有这些基团的样品在凯氏定氮分析之前必须进行预处理或置于还原条件下。当样品中的有机物质被沸腾的浓硫酸消化破坏时,样品中的氨基氮转化为硫酸氢铵。添加硫酸钾以提高混合物的沸点,从而加速分解。必须根据样品中存在的有机物质的量来控制硫酸和硫酸钾的用量,以确保维持 370 - 400°C 的适当消解温度范围。温度过低可能会导致消化时间过长和/或消化不全,而硫酸钾与硫酸的比例过高可能会使温度升高到 400°C 以上,导致氮热解损失和结果较低。还添加金属催化剂以加速消化。在过去,汞是用于此目的的催化剂,但出于安全和环境原因,现在更常用铜和硒催化剂。
样品消化完成后,将过量的氢氧化钠添加到消化混合物中以中和剩余的硫酸并释放含氮分子分解时形成的氨。然后将氨蒸馏成过量的标准酸,并用标准碱反滴定过量的酸。作为替代方案,可以将氨蒸馏到硼酸溶液中,然后可以通过用标准酸直接滴定来测定氨。氨也可以通过比色法(例如,通过与酚盐离子反应)或通过使用氨选择性电极来测定。在这些情况下,使用标准无机酸作为氨吸收剂。如果使用汞或汞盐作为催化剂,硫代硫酸盐或硫化物与氢氧化钠一起添加以分解任何汞-铵复合物,从而释放出氨并沉淀汞化合物,这可能会干扰氨的蒸馏。将锌粒、浮石或其他合适的沸石添加到蒸馏烧瓶中以防止“暴沸",“暴沸"可能会由于除氨之外还残留一些苛性碱而导致错误结果。如果氨被硼酸溶液吸收后,直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂还可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。从而释放氨并沉淀汞化合物,汞化合物可能干扰氨的蒸馏。将锌粒、浮石或其他合适的沸石添加到蒸馏烧瓶中以防止“暴沸",“暴沸"可能会由于除了氨之外还残留一些苛性碱而导致错误结果。如果氨被硼酸溶液吸收后,直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂也可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。从而释放氨并沉淀汞化合物,汞化合物可能干扰氨的蒸馏。将锌粒、浮石或其他合适的沸石添加到蒸馏烧瓶中以防止“暴沸",“暴沸"可能会由于除了氨之外还残留一些苛性碱而导致错误结果。如果氨被硼酸溶液吸收后,直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂也可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。将浮石或其他合适的沸石添加到蒸馏烧瓶中以防止“暴沸",“暴沸"可能会由于除氨之外还残留一些苛性碱而导致错误结果。如果氨被硼酸溶液吸收后,直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂也可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。将浮石或其他合适的沸石添加到蒸馏烧瓶中以防止“暴沸",“暴沸"可能会由于除氨之外还残留一些苛性碱而导致错误结果。如果氨被硼酸溶液吸收后,直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂还可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂还可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。直接用标准酸滴定,可以使用甲基红、甲基紫或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂作为指示剂。如果使用过量的标准酸作为氨的吸收剂,这些指示剂还可用于使用标准氢氧化钠的反滴定。
所涉及的反应可总结如下:
有机 N + H 2 SO 4 + 热 + 催化剂 → CO 2 + H 2 O + NH 4 HSO 4 | 样品消解 | |
NH 4 HSO 4 + 2 NaOH → NH 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O | 消化混合物的中和和氨的释放 | |
NH 3 + HCl[或H 2 SO 4 ]→NH 4 Cl[或(NH 4 ) 2 SO 4 ] | 氨的直接滴定 | |
NaOH + HCl [或 H 2 SO 4 ] → NaCl [或 Na 2 SO 4 ] + H 2 O | 标准酸的反滴定 |
RICCA CHEMICAL COMPANY 拥有凯氏定氮分析所需的所有吸收剂、中和剂、滴定剂和指示剂,以及酚盐比色测定或氨选择电极法所需的试剂。
用于水样消解 | 消化试剂,组号2550 - 2551 |
用于中和消化混合物并释放氨 | 氢氧化钠溶液,组号7280 - 7290 |
氢氧化钠 - 硫化物溶液,组号7480 | |
氢氧化钠 - 硫代硫酸盐溶液,组号7490 - 7495。 | |
用于吸收蒸馏后释放的氨 | 硼酸溶液,组号1064 - 1070 |
用于直接滴定释放的氨 | 标准盐酸或硫酸(视情况而定) |
用于反滴定过量的标准化酸 | 标准氢氧化钠溶液(视情况而定) |
用于 pH 指示剂和显色试剂 | pH值指示剂 |
氨选择性电极试剂和标准品 | 氨选择电极产品 |