用硫酸铵校准凯式定氮仪的计算方法

一、实验目的

1. 掌握凯氏定氮法的原理和操作步骤。

2. 学会使用凯氏定氮仪进行蛋白质含量的测定。

3. 了解大豆蛋白质含量的测定方法及其在食品分析中的应用。

二、实验原理

凯氏定氮法是一种经典的蛋白质含量测定方法，其原理是将样品中的蛋白质与浓硫酸共热，使蛋白质中的氮元素转化为无机氮，即硫酸铵。通过测定硫酸铵中的氮含量，即可计算出样品中蛋白质的含量。实验过程中，样品的消化、蒸馏、吸收和滴定是关键步骤。

三、实验材料与仪器

1. 实验材料：大豆样品、浓硫酸、30%氢氧化钠溶液、克氏催化剂、2%硼酸、指示剂、0.1M HCl、蒸馏水等。

2. 实验仪器：凯氏定氮仪、凯氏烧瓶、电炉、锥形瓶、100mL容量瓶、酸式滴定管、电子天平、移液管等。

四、实验步骤

1. 样品消化：准确称取0.5g大豆样品（精确至0.0001g），置于凯氏烧瓶中，加入5mL浓硫酸，再加入2g硫酸钾、0.1g硫酸铜和0.5mL过氧化氢，充分混合后，置于电炉上加热消化，直至样品完全消化。

2. 蒸馏：将消化后的溶液转入凯氏定氮仪反应室，加入过量的浓氢氧化钠，加热蒸馏，使氨气释放。

3. 吸收与滴定：将蒸馏出的氨气导入装有2%硼酸溶液的锥形瓶中，待吸收完全后，用0.1M HCl标准溶液滴定，直至溶液由蓝紫色变为红紫色为止。

4. 计算蛋白质含量：根据滴定消耗的HCl标准溶液的体积，计算出样品中氮含量，再根据氮含量计算出蛋白质含量。

五、实验结果与分析

1. 实验结果：本次实验测得大豆样品中的蛋白质含量为37.2%。 2. 结果分析：凯氏定氮法是一种准确、可靠的蛋白质含量测定方法。实验过程中，样品的消化、蒸馏、吸收和滴定等步骤严格按照操作规程进行，确保了实验结果的准确性。本次实验测得的大豆蛋白质含量与文献报道基本一致，表明实验方法可靠。

六、实验总结

1. 凯氏定氮法是一种经典的蛋白质含量测定方法，具有操作简便、结果准确等优点。

2. 实验过程中，严格遵循操作规程，注意样品的消化、蒸馏、吸收和滴定等步骤，确保实验结果的准确性。

（一）全氮的测定（凯氏定氮法）

实验原理：样品用浓硫酸消化，硫酸在高温下分解为SO2 、H2O和[O],所形成的[O]具有高度的氧化能力，在高温时能够氧化有机质形成CO2 。糖类等不含氮的有机质被硫酸分解成CO2 和H2O。蛋白质在硫酸的作用下分解成氨基酸，氨基酸与硫酸作用形成NH3，CO2，SO2 和H2O。氨在酸性下与硫酸结合，形成硫酸铵。为了加速消化过程的进行，可在硫酸内加入硫酸钾和硫酸铜的混合粉。消化后的硫酸铵在加入过量的浓NaOH（40%）时，作用生成NH3，将NH3蒸馏出来，收集在一定得硼酸中，然后用标准酸（HCI）滴定，由用去的标准酸可以计算出氮的含量。

仪器设备：研钵，凯氏定氮仪，凯氏烧瓶（50ml），样品粉碎机，消煮炉，分析天平，通风橱，容量瓶（50ml），移液管（25ml，10ml，5ml，1ml），半微量滴定管，粗天平，小漏斗等。

试剂配制方法:1、浓硫酸（比重1.84） 2、硫酸钾与硫酸铜合粉的比例10：1

3、0.01的盐酸溶液：先配制约0.1N的盐酸溶液，标定其准确当量浓度，然后吸取10ml于100ml的容量瓶中，加水定容至100ml。

4、1%的硼酸溶液：1g硼酸溶于100ml不含CO2 的蒸馏水当中（煮沸通常用的蒸馏水一直到原体积的1/4-1/5,就可得不含CO2的蒸馏水）。

5、40%的NaOH溶液。 6、混合指示剂：a.甲基红酒精溶液（称取0.1g甲基红于研钵中，先加1ml 95%酒精研磨后，再加74ml 95%j酒精中）。零用时，将a、b两液按2：1比例混合即成，此指示剂在PH5.5时溶液无色，小于或大于5.5时，溶液则呈紫红色或绿色。

实验结果计算 N%=（V1-V2）*N*14*50*100%/W(1-M%)*V

公式中：V1————指定样品所用的HCI的毫升数

V2——为滴定空白所用的HCI毫升数

N-----HCI的当量浓度

凯氏定氮仪原理及操作步骤

凯氏定氮仪原理：

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，即为蛋白质含量。

1.有机物中的胺根在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，硝化生成(NH4)2SO4

反应式为：

2NH2+H2S04+2H＝(NH4)2S04 (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+Na2SO4

2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O

3.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

凯氏定氮仪操作步骤：

(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。

凯氏定氮法检测N含量

凯氏定氮原理：

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（消化炉SBS800），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（凯氏定氮仪D4000）。

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。

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，即为蛋白质含量。整个过程可以使用德国OMNILAB凯氏

定氮系统进行检测。

反应化学方程式：

1.有机物中的胺根在强热和CuSO4，浓H2SO4作用下，硝化生成（NH4）2SO4反应

式为：2NH2+H2S04+2H＝(NH4)2S04（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+Na2SO4

2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O

3.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

凯氏定氮仪操作说明书

FoodALYTD4000

1、开机前准备：蒸馏水容器、NaOH溶液容器、H3BO3溶液容器。自来水管或冷却水循环水

器。32%氢氧化钠溶液，2%-4%的硼酸溶液。

2、开机前连接好NaOH进样管、H3BO3进样管、稀释水进水管、蒸汽水进水管、废液出水管、

冷却水进水管和冷却水出水管。

3、开机前确认各进样管已连接好。