凯氏定氮法
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凯氏定氮法中文名称:凯氏定氮法英文名称:Kjeldahl determination定义:测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即在有催化剂的条件下,用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收,再以标准碱滴定,就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。
凯氏定氮法凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即在有催化剂的条件下,用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收,再以标准碱滴定,就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。
原理蛋白质是含氮的有机化合物。
食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,蛋白质含量。
含氮量*6.25=蛋白含量.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4作用下,硝化生成(NH4)2SO4凯氏定氮法反应式为:2NH2+H2SO4+2H=(NH4)2SO4(其中CuSO4做催化剂)2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3,收集于H3BO3溶液中反应式为:(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO42NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量反应式为:(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3 (NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3试剂所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
凯氏定氮法名词解释
凯氏定氮法是一种常用的蛋白质测定方法,其原理是通过测定样品中氮元素的含量来推算蛋白质的含量。
以下是关于凯氏定氮法中涉及的主要步骤的名词解释:
1.样品处理:在凯氏定氮法中,需要对样品进行前处理,即将样品中的蛋白质转化为氨基酸。
这一步通常是通过在样品中加入硫酸和催化剂,然后在高温下进行消化反应来实现的。
消化反应可以将样品中的有机物质转化为硫酸铵,同时将蛋白质转化为氨基酸。
2.蒸馏:在消化反应完成后,需要进行蒸馏操作。
蒸馏的目的是将样品中的氨气从消化液中分离出来,以便后续的吸收和滴定操作。
在蒸馏过程中,需要使用特殊的蒸馏装置和高温炉,以确保氨气能够完全从消化液中逸出。
3.吸收:蒸馏出来的氨气需要被吸收液吸收。
通常使用的是硼酸溶液作为吸收液,因为它具有较高的吸收效率和较低的挥发性。
在吸收过程中,氨气与硼酸反应生成硼酸铵,然后通过滴定操作可以测定硼酸铵的量,从而计算出样品中氮元素的含量。
4.滴定:滴定操作是凯氏定氮法中的最后一步,也是最关键的一步。
在这一步中,使用标准酸溶液对已经被吸收的硼酸铵进行滴定,从而确定硼酸铵的量。
通过与标准酸溶液的对比,可以计算出样品中氮元素的含量,进而推算出蛋白质的含量。
以上就是凯氏定氮法中的主要步骤和相关名词解释。
该方法具有准确度高、适用范围广等优点,被广泛应用于食品、药品、环境等领
域中的蛋白质测定。
凯氏定氮装置仪器使用->凯氏定氮装置凯氏定氮仪由蒸汽发生器、反应室、冷凝管三部分组成(见下图)。
凯氏定氮蒸馏装置示意图1.电炉2.蒸气发生器3.安全管4.橡皮管5.碱液室6.反应室7.加样口8..安全管9.冷凝管10.接受瓶 11.棒状玻塞12.夹子仪器原理:含氮有机物与浓硫酸共热,有机物中所含氮转变成氨,并与硫酸结合为硫酸氢铵和硫酸铵,用氢氧化钠碱化后,释出氨,随水蒸馏出,用硼酸溶液或定量的酸吸收后,用标准酸液或标准碱液滴定,用空白试验校正。
使用方法:1. 定氮仪的构造和安装蒸汽发生器包括一个电炉(1)及一个3~5升容积的烧瓶(2).蒸汽发生器借橡皮管(4)与反应室相连。
反应室上边有二个小烧杯,一个叫加样口(7) 上面有棒状玻塞(11)供加样用;一个叫碱液室(5) 盛放液。
样品和碱液由此可直接到反应室 (6)中。
反应室中心有一长玻璃管,其上端通到反应室外层,下端靠近反应室的底部。
反应室外壳下端底部有一开口,连有橡皮管和管夹 (12),由此放出反应废液。
反应所产生的氨可通过反应室上端气液分离器 (8)经冷凝管 (9)通入收集瓶 (10)中。
反应室与冷凝管之间由橡皮管相连。
2. 样品的处理固体样品随机取一定量研磨细的样品放入恒重的称量瓶中,置于105℃的烘箱中干燥4h用坩锅钳将称量瓶取出放入干燥器内,待降至室温后称重,随后继续干燥样品,每干燥1h,称重一次,恒重即可。
血清样品取人血(或猪血)放入离心管中,于冰箱中放置过夜。
次日离心除去血凝块,上层透明清液,即为血清。
吸出1ml血清加到50ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,混匀备用。
3. 消化取3支消化管并编号,在1、2号管中各加入精确称取的干燥样品0.5~1g,加催化剂6.4g,浓硫酸10ml和2粒玻珠,在3号管中各加相同量的催化剂和硫酸(若样品是液体时,还要加与样品等体积的蒸馏水)作为对照,用以测定试剂中可能含有的微量含氮物质。
摇匀后,将瓶口上放一小漏斗,再把烧瓶斜置铁筐内放在通风厨内的电炉上消化。
凯氏定氮法原理
凯氏定氮法(Kjeldahl method)是一种常用的确定有机物中氮含量的化学测定方法。
其原理是将样品中的有机氮化合物经过一系列化学反应转化为无机氮化合物,再以标准化的方法测定生成的无机氮化合物的氮含量。
具体的步骤如下:
1. 取一个已知质量的样品,在水中溶解或者研磨成细粉末。
2. 将样品转移到凯氏消解瓶中,加入适量的浓硫酸。
3. 使用适当的消解器对样品进行消解。
在这个过程中,硫酸将有机氮化合物氧化为氨。
4. 将消解瓶中的溶液加热,使硫酸与氨反应生成硫酸铵。
H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4
5. 硬蒸发:将反应产物溶液转移到蒸发皿中,连续加热使溶液蒸发,直至生成块状固体。
6. 汲取蒸发皿中的固体,转移到蒸发烧杯中,加入适量的蒸馏水。
7. 加入酚酞指示剂,用稀氨水滴定生成的硫酸铵溶液,直至溶液呈现由粉红色到淡红色的变化。
8. 记录滴定过程中用掉的氨水体积,根据滴定液的浓度计算出氨的摩尔浓度。
9. 根据反应平衡关系计算出样品中有机氮化合物的质量,从而确定氮的含量。
凯氏定氮法主要适用于测定含氨基的有机化合物,如蛋白质、碱性氨基酸等的氮含量。
这种方法的优点是准确性高,并且适用范围广。
然而,它的操作步骤较为繁琐,消耗时间较长,且需要使用一些具有腐蚀性的试剂,需注意安全操作。
一、概述蛋白质是生命活动中不可或缺的重要物质,其含量的测定在生物化学研究和食品加工领域具有重要意义。
针对蛋白质含量的测定方法有许多种,其中凯氏定氮法是一种经典且常用的测定方法,本文将就凯氏定氮法测定蛋白质的原理及操作进行详细介绍。
二、凯氏定氮法原理1. 基本原理凯氏定氮法是通过测定样品中氨基氮的含量来间接测定蛋白质含量的方法。
蛋白质是由氨基酸构成的,而氨基酸中含有氮元素,故可以通过测定样品中氮元素的含量来推算出样品中蛋白质的含量。
2. 操作步骤(1)样品的预处理:将待测样品进行适当的预处理,通常是将样品中的有机物燃烧成气体,从而将其中的氮元素转化为氮气。
(2)氮气的收集:收集样品燃烧产生的氮气,通常是通过化学吸收剂的吸收来将氮气纯化。
(3)氮气的测定:将纯化后的氮气进行定量测定,得出氮气的含量。
(4)蛋白质含量的计算:根据氮气的含量,通过一定的计算公式来推算出样品中蛋白质的含量。
三、凯氏定氮法操作注意事项1. 样品的选择选择代表性好的样品进行测定,避免样品中含有其他干扰物质,影响测定结果的准确性。
2. 仪器的使用严格按照仪器的操作说明进行操作,保证测定过程的准确性和精确度。
3. 数据的处理对测定得到的数据进行严格的处理,计算过程中不应出现错误,以确保蛋白质含量的测定结果准确可靠。
四、凯氏定氮法测定蛋白质的优缺点1. 优点(1)测定范围广:凯氏定氮法可以适用于各种类型的样品,包括食品、饲料、生物组织等。
(2)测定结果可靠:经过严格的样品预处理和操作步骤,测定结果具有较高的准确性和精确度。
2. 缺点(1)操作繁琐:凯氏定氮法的操作步骤相对繁琐,需要较长的操作时间。
(2)不适用于含氮杂质的样品:如果样品中含有其他氮元素化合物的干扰物质,则可能影响凯氏定氮法的测定结果。
五、结语凯氏定氮法作为一种经典且常用的蛋白质测定方法,其原理和操作步骤相对简单明了,但需要严格遵守操作规范,以确保测定结果的准确性和可靠性。
凯氏定氮法介绍一、定义与原理凯氏定氮法是一种测定物质中氮含量的经典方法。
其原理是利用酸在加热条件下将样品中的有机氮转化为氨,再通过与硫酸或磷酸反应生成硫酸铵或磷酸铵,最后通过滴定法测定生成的硫酸铵或磷酸铵的量,从而计算出样品中氮的含量。
二、操作流程1.样品消煮:将样品与硫酸、硫酸铜、和氧化汞一起加热消煮,使有机氮转化为硫酸铵。
2.氨的蒸馏:在凯氏定氮仪中,消煮液经过一系列反应,最终转化为硫酸铵。
再经过蒸馏,将硫酸铵中的氨释放出来。
3.吸氨:释放出来的氨被硼酸吸收,形成硼酸铵。
4.滴定:用标准盐酸溶液滴定硼酸铵,从而计算出氮的含量。
三、实验步骤1.样品消煮:称取适量样品于消煮管中,加入硫酸、硫酸铜和氧化汞,在消煮炉上加热至沸腾并保持30-60分钟。
消煮过程中要注意避免碳化,若碳化则重新进行消煮。
2.氨的蒸馏:将消煮液转移至凯氏定氮仪中,经过反应器、冷凝器、接收瓶等组件,最终将硫酸铵中的氨蒸馏出来。
3.吸氨:将蒸馏出来的氨用硼酸吸收,形成硼酸铵。
4.滴定:用标准盐酸溶液滴定硼酸铵,记录滴定数据。
5.结果计算:根据滴定数据和公式计算出氮的含量。
四、仪器与试剂1.仪器:凯氏定氮仪、消煮炉、称量纸、称量瓶、容量瓶、滴定管等。
2.试剂:硫酸、硫酸铜、氧化汞、硼酸、标准盐酸溶液等。
五、结果计算根据滴定数据和公式计算出氮的含量。
具体计算公式如下:X=(V-V0)*N*0.0014/(m*10/100)其中:X为样品中氮的含量(单位为g/kg或g/L);V为滴定样品时消耗的标准盐酸溶液体积(单位为mL);V0为空白试验消耗的标准盐酸溶液体积(单位为mL);N为标准盐酸溶液的浓度(单位为mol/L);m为样品质量(单位为g或mL);0.0014为氮的原子量;10/100为样品稀释倍数(若样品未稀释则为1)。
六、误差分析误差可能来源于多个方面,如样品消煮不完全、蒸馏过程中氨的损失、滴定时误差等。
为了减小误差,需要注意以下几点:尽量使用新鲜样品,避免样品中氮的损失;消煮过程中要保证温度和时间,避免碳化;蒸馏过程中要保证接收瓶干燥,避免氨的损失;滴定时要按照规范操作,并使用准确的试剂和设备。
一、凯氏(kjeldahl)定氮法优点:用于标准蛋白质含量的准确测定;干扰少优点①可用于所有食品的蛋白质分析中;②操作相对比较简单;③实验费用较低;④结果准确,是一种测定蛋白质的经典方法;⑤用改进方法(微量凯氏定氮法)可测定样品中微量的蛋白质缺点①最终测定的是总有机氮,而不只是蛋白质氮;②实验时间太长(至少需要2h才能完成);③精度差,精度低于双缩脲法;④所用试剂有腐蚀性.灵敏度低适用于0.2-1.0mg氮干扰物质:非蛋白氮(可用三氯乙酸沉淀蛋白质而分离);费时太长二Folin-酚试剂法优点:操作简便,灵敏度高,比双缩脲法灵敏得多,样品中蛋白质含量高于5μg即可测得,是测定蛋白质含量应用得最广泛的方法之一。
缺点是费时间较长,要精确控制操作时间,标准曲线也不是严格的直线形式,且专一性较差,干扰物质较多。
对双缩脲反应发生干扰的离子,同样容易干扰lowry反应。
而且对后者的影响还要大得多。
酚类、柠檬酸、硫酸铵、tris缓冲液、甘氨酸、糖类、甘油等均有干扰作用。
浓度较低的尿素(0.5%),硫酸纳(1%),硝酸纳(1%),三氯乙酸(0.5%),乙醇(5%),乙醚(5%),丙酮(0.5%)等溶液对显色无影响,但这些物质浓度高时,必须作校正曲线。
含硫酸铵的溶液,只须加浓碳酸钠—氢氧化钠溶液,即可显色测定。
若样品酸度较高,显色后会色浅,则必须提高碳酸钠—氢氧化钠溶液的浓度1~2倍。
此法也适用于酪氨酸和色氨酸的定量测定。
此法可检测的最低蛋白质量达5mg。
通常测定范围是20~250mg。
三、Bradford法的突出优点是:(1)灵敏度高,据估计比Lowry法约高四倍,其最低蛋白质检测量可达1mg。
这是因为蛋白质与染料结合后产生的颜色变化很大,蛋白质-染料复合物有更高的消光系数,因而光吸收值随蛋白质浓度的变化比Lowry法要大的多。
(2)测定快速、简便,只需加一种试剂。
完成一个样品的测定,只需要5分钟左右。
由于染料与蛋白质结合的过程,大约只要2分钟即可完成,其颜色可以在1小时内保持稳定,且在5分钟至20分钟之间,颜色的稳定性最好。
凯氏定氮法结果计算凯氏定氮法是一种测定无机样品中氮含量的常用方法。
它基于氮元素在高温下与铜粉反应生成气体氮化物的原理。
本方法常用于农业、环境科学和食品行业中,广泛应用于土壤、肥料、植物组织和食品样品等的氮素测定。
凯氏定氮法的原理是将待测样品与过量的铜粉在高温条件下反应,使样品中的有机氮转化为气态的氨气,然后采用气体分析仪器对产生的氨气进行定量测定。
该方法的关键在于准确控制反应的温度和反应物的比例,以确保氢化铜的反应充分进行,从而获得准确的氨气测定结果。
凯氏定氮法的具体操作步骤如下:1.准备样品:根据需要测定的氮素含量,称取适量的样品,一般样品的质量在0.1-0.5克之间。
2.杂质去除:将样品加入适量的稀硝酸中,加热至沸腾,持续加热5-10分钟,使样品中的有机物氧化为无机物。
然后将样品冷却,用去离子水洗涤几次,以去除残留的硝酸和铜离子。
3.反应装置的准备:在凯氏管中加入适量的铜粉,用火柴头点燃凯氏管中的铜粉,使铜粉燃烧,形成反应所需的高温环境。
4.反应:将经过前处理的样品加入到凯氏管中,注意样品的加入量不宜过多,以免产生过多的氨气,影响测定结果。
加入样品后,立即将凯氏管与气体收集管进行连接,以收集反应产生的氨气。
5.氨气收集:将反应管固定在水槽中,使用集气瓶收集气体。
收集过程中应将水槽放在冷却装置中,以确保氨气不被氧化。
6.氨气浓度测定:使用气体分析仪器(如红外光谱仪等)对收集的氨气进行浓度的定量测定。
凯氏定氮法的结果计算通常采用以下公式:氮含量(%)=(α×V×m)/(V1×M)×100其中,α为氨气的氮含量(常用1.15),V为收集的气体体积(单位为毫升),m为样品的重量(单位为克),V1为标准气体体积(单位为毫升),M为标准气体的摩尔质量。
在进行结果计算时,需要注意以下几点:1.标准气体的选择:通常选择纯氨气或者以纯氮气为基准的混合气体作为标准气体,用于校正仪器和标定样品。
凯氏定氮法1. 简介凯氏定氮法(Kjeldahl method)是一种用于测定有机物中氮含量的常用方法。
它是以丹麦化学家尤利乌斯·凯尔达尔(Johan Gustav Kjeldahl)的名字命名的,凯尔达尔于1883年首次提出了这种方法。
该方法适用于几乎所有的有机物样品,例如农产品、食品、肥料、土壤和水等。
凯氏定氮法的优点包括简单、准确、可靠,并且适应性强。
2. 测试步骤步骤一:样品处理将待测样品称取一定量(通常1-2g),精确称量并记录质量。
步骤二:消解将样品转移到凯氏消解管中,加入适量的浓硫酸(H2SO4)。
为使反应顺利进行,可以加入一些催化剂,如汞硫化物(HgS)。
经过消解,样品中的有机氮转为无机氮盐,主要形式为硫酸铵(NH4HSO4)。
消解期间要保持适当的温度控制,一般在沸水浴中加热1-2小时,直至反应结束。
步骤三:蒸馏将消解液转移到凯氏蒸馏装置中,加入含有氢氧化钠(NaOH)和含有酚酞指示剂的接收瓶中。
蒸馏器中的氢氧化钠用于吸收硫酸铵产生的氨气,并将其转化为氨水(NH4OH)。
使用蒸馏水蒸馏样品溶液,将氨气从样品中分离出来。
通过连续蒸馏过程,将氨气捕集在接收瓶中。
蒸馏过程中,要注意控制好蒸馏速度,并确保溶液中氨气的完全转化。
步骤四:滴定将收集到的氨水与盐酸(HCl)标准溶液进行滴定,用来确定氨气的数量。
滴定过程中,使用酚酞指示剂作为指示剂,使溶液在转变至中性时由红色变为无色。
通过滴定得到的氨氮量与消解液中样品的氮量成正比。
3. 计算氮含量根据凯氏定氮法的原理,可以通过以下公式计算样品中氮的含量:氮含量(%) = 滴定液中的NH3-N浓度(mol/L) × 滴定体积(L) ÷ 样品质量(g)4. 注意事项•操作过程中要注意安全,避免与强酸和强碱接触,戴上实验手套和护目镜。
•操作前应将仪器设备清洗干净,以免产生误差。
•消解液中加入的催化剂必须少量使用,过多会导致滴定过程中的误差。
凯氏定氮法编辑锁定凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即在有催化剂的条件下,用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气蒸馏出来并为过量的硼酸液吸收,再以标准盐酸滴定,就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。
中文名凯氏定氮法外文名kjeldahl method分类蛋白质类型生物化学与分子生物学目录1. 1原理2. 2试剂1. 3仪器2. 4操作1. 5计算2. 6注意凯氏定氮法原理编辑蛋白质是含氮的有机化合物。
蛋白质与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,并换算成蛋白质含量。
含氮量*6.25=蛋白含量.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4凯氏定氮法反应式为:2NH2+H2SO4+2H=(NH4)2SO4 (其中CuSO4做催化剂)2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中反应式为:(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO42NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量反应式为:(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3凯氏定氮法试剂编辑所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。
也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
凯氏定氮法凯氏定氮法(英语:Kjeldahl method,全称凯耶达尔定氮法,简称凯氮法)是分析化学中一种常用的确定有机化合物中氮含量的检测方法。
这种方法是由凯耶达尔于在1883年发明。
凯氏定氮法是分析有机化合物含氮量的常用方法。
要测定有机物含氮量,通常是设法使其转变成无机氮,再进行测定。
一、原理:凯氏定氮法首先将含氮有机物与浓硫酸共热,经一系列的分解、碳化和氧化还原反应等复杂过程,最后有机氮转变为无机氮硫酸铵,这一过程称为有机物的消化。
为了加速和完全有机物质的分解,缩短消化时间,在消化时通常加入硫酸钾、硫酸铜、氧化汞、过氧化氢等试剂,加入硫酸钾可以提高消化液的沸点而加快有机物分解,除硫酸钾外,也可以加入硫酸钠、氯化钾等盐类类提高沸点,但效果不如硫酸钾。
硫酸铜起催化剂的作用。
凯氏定氮法中可用的催化剂种类很多,除硫酸铜外,还有氧化汞、汞、硒粉、钼酸钠等,但考虑到效果、价格及环境污染等多种因素,应用最广泛的是硫酸铜。
使用时常加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物氧化。
消化完成后,将消化液转入凯氏定氮仪反应室,加入过量的浓氢氧化钠,将NH4+转变成NH3,通过蒸馏把NH3驱入过量的硼酸溶液接受瓶内,硼酸接受氨后,形成四硼酸铵,然后用标准盐酸滴定,直到硼酸溶液恢复原来的氢离子浓度。
滴定消耗的标准盐酸摩尔数即为NH3的摩尔数,通过计算即可得出总氮量。
在滴定过程中,滴定终点采用甲基红-次甲基蓝混合指示剂颜色变化来判定。
测定出的含氮量是样品的总氮量,其中包括有机氮和无机氮。
以蛋白质为例,反应式如下:消化:蛋白质+ H2SO4→(NH4)2SO4+ SO2↑+ CO2 ↑+ H2O蒸馏:(NH4)2SO4 + 2NaOH→ Na2SO4+ 2 H2O + 2NH3 ↑2NH3 + 4H3BO3→(NH4)2B4O7+ 5H2O滴定:(NH4)2B4O7+ 2HCl + 5H2O→2NH4Cl + 4 H3BO3蛋白质是一类复杂的含氮化合物,每种蛋白质都有其恒定的含氮量[约在14%~18%,平均为16%(质量分数)]。
凯氏定氮法测定出的含氮量,再乘以系数6.25,即为蛋白质含量。
本法适用于测定0.2~1.0mg氮的样品测定。
通过本实验使学生能理解凯氏定氮法的原理,掌握凯氏定氮法的操作方法。
二、方法与步骤将有机化合物与硫酸共热使其中的氮转化为硫酸铵。
在这一步中,经常会向混合物中加入硫酸钾来提高中间产物的沸点(从169℃到189℃)。
样本的分解过程的终点很好判断,因为这时混合物会变得无色且透明(开始时很暗)。
在得到的溶液中加入少量氢氧化钠,然后蒸馏。
这一步会将铵盐转化成氨。
而总氨量(由样本的含氮量直接决定)会由反滴定法确定:冷凝管的末端会浸在硼酸溶液中。
氨会和酸反应,而过量的酸则会在甲基橙的指示下用碳酸钠滴定。
滴定所得的结果乘以特定的转换因子就可以得到结果。
通过凯氏定氮法测得的含氮量一般被称作总凯氮量页面总凯氮量并不存在,英语维基百科对应页面为Total Kjeldahl Nitrogen。
总凯氮量有时并不能真正地反映样本中的蛋白质含量,因为所测定的部分含氮量可能不是由蛋白质转化来的。
(一)消化1、准备6个凯氏烧瓶,标号。
1、2、3号烧瓶中分别加入适当浓度的蛋白溶液 1.0mL,样品要加到烧瓶底部,切勿沾在瓶口及瓶颈上。
再依次加入硫酸钾-硫酸铜接触剂0.3g,浓硫酸2.0mL,30%过氧化氢1.0mL。
4、5、6号烧瓶作为空白对照,用以测定试剂中可能含有的微量含氮物质,对样品测定进行校正。
4、5、6号烧瓶中加入蒸馏水1.0mL代替样液,其余所加试剂与1、2、3号烧瓶相同。
2、将加好试剂的各烧瓶放置消化架上,接好抽气装置。
先用微火加热煮沸,此时烧瓶内物质炭化变黑,并产生大量泡沫,务必注意防止气泡冲出管口。
待泡沫消失停止产生后,加大火力,保持瓶内液体微沸,至溶液澄清后,再继续加热使消化液微沸15min。
在消化过程中要随时转动烧瓶,以使内壁粘着物质均能流入底部,以保证样品完全消化。
消化时放出的气体内含SO2,具有强烈刺激性,因此自始自终应打开抽水泵将气体抽入自来水排出。
整个消化过程均应在通风橱中进行。
消化完全后,关闭火焰,使烧瓶冷却至室温。
(二)蒸馏和吸收蒸馏和吸收是在微量凯氏定氮仪内进行的。
凯氏定氮蒸馏装置种类甚多,大体上都由蒸气发生、氨的蒸馏和氨的吸收三部分组成。
1、仪器的洗涤仪器安装前,各部件需经一般方法洗涤干净,所用橡皮管、塞须浸在10%NaOH溶液中,煮约10min,水洗、水煮10min,再水洗数次,然后安装并固定在一只铁架台上。
仪器使用前,微量全部管道都须经水蒸气洗涤,以除去管道内可能残留的氨,正在使用的仪器,每次测样前,蒸气洗涤5min即可。
较长时间未使用的仪器,重复蒸气洗涤,不得少于三次,并检查仪器是否正常。
仔细检查各个连接处,保证不漏气。
首先在蒸气发生器中加约2/3体积蒸馏水,加入数滴硫酸使其保持酸性,以避免水中的氨被蒸出而影响结果,并放入少许沸石(或毛细管等),以防爆沸。
沿小玻杯壁加入蒸馏水约20mL让水经插管流入反应室,但玻杯内的水不要放光,塞上棒状玻塞,保持水封,防止漏气。
蒸气发生后,立即关闭废液排放管上的开关,使蒸气只能进入反应室,导致反应室内的水迅速沸腾,蒸出蒸气由反应室上端口通过定氮球进入冷凝管冷却,在冷凝管下端放置一个锥形瓶接收冷凝水。
从定氮球发烫开始计时,连续蒸煮5min,然后移开煤气灯。
冲洗完毕,夹紧蒸气发生器与收集器之间的连接橡胶管,由于气体冷却压力降低,反应室内废液自动抽到反应室外壳中,打开废液排出口夹子放出废液。
如此清洗2~3次,再在冷凝管下换放一个盛有硼酸-指示剂混合液的锥形瓶使冷凝管下口完全浸没在溶液中,蒸馏1~2min,观察锥形瓶内的溶液是否变色。
如不变色,表示蒸馏装置内部已洗干净。
移去锥形瓶,再蒸馏1~2min,用蒸馏水冲洗冷凝器下口,关闭煤气灯,仪器即可供测样品使用。
2、无机氮标准样品的蒸馏吸收由于定氮操作繁琐,为了熟悉蒸馏和滴定的操作技术,初学者宜先用无机氮标准样品进行反复练习,再进行有机氮未知样品的测定。
常用巳知浓度的标准硫酸铵测试三次。
取洁净的100mL锥形瓶五只,依次加入2%硼酸溶液20mL,次甲基蓝-甲基红混合指示剂(呈紫红色)3~4滴,盖好瓶口待用。
取其中一只锥形瓶承接在冷凝管下端,并使冷凝管的出口浸没在溶液中。
注意:在此操作之前必须先打开收集器活塞,以免锥形瓶内液体倒吸。
准确吸取2mL硫酸铵标准液加到玻杯中,小心提起棒状玻塞使硫酸铵溶液慢慢流入蒸馏瓶中,用少量蒸馏水冲洗小玻杯3次,一并放人蒸馏瓶中。
然后用量筒向小玻杯中加入10 mL 30%NaOH溶液,使碱液慢慢流入蒸馏瓶中,在碱液尚未完全流入时,将棒状玻塞盖紧。
向小玻杯中加约5mL 蒸馏水,再慢慢打开玻塞,使一半水流入蒸馏瓶,一半留在小玻杯中作水封。
关闭收集器活塞,加热蒸气发生器,进行蒸馏。
锥形瓶中的硼酸-指示剂混合液由于吸收了氨,由紫红色变成绿色。
自变色时起,再蒸馏3~5min,移动锥形瓶使瓶内液面离开冷凝管下口约lcm,并用少量蒸馏水冲洗冷凝管下口,再继续蒸馏1min,移开锥形瓶,盖好,准备滴定。
在一次蒸馏完毕后,移去煤气灯,夹紧蒸气发生器与收集器间的橡胶管,排除反应完毕的废液,用水冲洗小玻杯几次,并将废液排除。
如此反复冲洗干净后,即可进行下一个样品的蒸馏。
按以上方法用标准硫酸铵再做两次。
另取2mL蒸馏水代替标准硫酸铵进行空白测定二次。
将各次蒸馏的锥形瓶一起滴定。
3、未知样品及空白的蒸馏吸收将消化好的蛋白样品三支,空白对照液三支,依次作蒸馏吸收。
加5mL热的蒸馏水至消化好的样品或空白对照液中,通过小玻杯加到反应室中,再用热蒸馏水洗涤小玻杯3次,每次用水量约3mL,洗涤液一并倒入反应室内。
其余操作按标准硫酸铵的蒸馏进行。
由于消化液内硫酸钾浓度高而呈粘稠状,不易从凯氏烧瓶内倒出,必须加入热蒸馏水5 mL稀释之,如果有结晶析出,必须微热溶解,趁热加入玻杯,使其流入反应室。
此外,还应当注意趁仪器洗涤尚未完全冷却时立即加入样品或空白对照液,否则消化液通过冷却的管道容易析出结晶,造成堵塞。
(三)滴定样品和空白蒸馏完毕后,一起进行滴定。
打开接受瓶盖,用酸式微量滴定管以0.0100mol/L 的标准盐酸溶液进行滴定。
待滴至瓶内溶液呈暗灰色时,用蒸馏水将锥形瓶内壁四周淋洗一次。
若振摇后复现绿色,应再小心滴入标准盐酸溶液半滴,振摇观察瓶内溶液颜色变化,暗灰色在一二分钟内不变,当视为到达滴定终点。
若呈粉红色,表明已超越滴定终点,可在已滴定耗用的标准盐酸溶液用量中减去0.02mL,每组样品的定氮终点颜色必须完全一致。
空白对照液接受瓶内的溶液颜色不变或略有变化尚未出现绿色,可以不滴定。
记录每次滴定耗用标准盐酸溶液毫升数,供计算用。
三、结果与计算运算下列公式计算出每次无机氮标准样品和未知样品的总含氮量。
式中WN——每毫升样品的含氮毫克数;A——滴定样品消耗的盐酸量(mL);B——滴定空白消耗的盐酸量(mL);C——测定样品所取用量(mL);0.0100——标准盐酸物质的量浓度(mol/L);14.008——每摩尔氮原子质量(g/mol)。
三次样品测定的含氮量相对误差应小于±2%。
样品粗蛋白含量=总氮量× 6.256.25为含氮量换算为蛋白质含量的系数。
.这个系数来自蛋白质平均含氮量为16%,实际上各种蛋白质因氨基酸组成不同,含氮量不完全相同。
四、应用凯氏定氮法的普遍适用性、精确性和可重复性已经得到了国际的广泛认可。
它已经被确定为检测食品中蛋白质含量的标准方法。