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凯氏定氮法原理

2019.7.01
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

凯氏定氮法原理: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,即为蛋白质含量。

1.有机物中的铵根在强热和催化剂及浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4

  反应式为:

  2NH2-+H2S04+2H+=(NH4)2S04

  2.在凯氏定氮仪器中与碱作用,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

基本步骤如下:

取样→    消化 →   蒸馏→    滴定 →   计算

它由消化炉与全自动定氮仪蒸馏器组成。

消化炉(指数显型)由单片微机控制检测使井式加热炉进 一步达到完美,使试样置入消化管插入井式加热炉内加热取得最佳的热效应,在消化前置入催化剂进一步加速消化煮解,大大缩短消化时间。消化管内逸出的S02 等有害气体,通过消化管上的排污管经抽气三通由水带入下水道(也可用真空泵加回收瓶回收),有效的抑制有害气体的外逸,又省略了实验室中安装通风橱,试样 经40分钟左右消化煮解,即可完全消化尽。

 

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1.安全管 2.导管 3.汽水分离管 4.样品入口 5.塞子6.冷凝管 7.吸收瓶 8.隔热液套

9.反应管 10.蒸汽发生瓶

凯氏定氮法具体操作:

1、 样品处理:精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品(约相当氮30-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,6g硫 酸钾及20毫升硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持 瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5小时。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗 液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。

  2、 按图装好定氮装置,于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。

   3、 向接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室 内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,立即将玻璃盖塞紧,并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏,蒸气通入反应室使 氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接收瓶,使冷凝管下端离开液皿,再蒸馏1min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以 0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。

  同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。

  计算:

  X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) *F*100% 

  X:样品中蛋白质的百分含量,g;

  V1:样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;

  V2:试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml;

  N:硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;

  0.014:1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数;

  m:样品的质量(体积),g(ml);

   F:氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、 高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。


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