❶ 凯氏法测定氮
方法提要
试样在硫酸钾、硫酸铜和硒的共存下,用硫酸煮解氧化,使试样中的氮转化为硫酸铵,再用氢氧化钠碱化后,加热蒸馏逸出氨,经硼酸溶液吸收,用盐酸标准溶液滴定并计算试样中氮的含量。
方法适用于水系沉积物及土壤中氮量的测定。
方法检出限(3s):0.002%。
测定范围:0.006%~0.4%。
仪器及装置
通用的凯氏定氮蒸馏装置。
凯氏烧瓶50mL。
锥形瓶150mL。
试剂
硫酸。
氢氧化钠溶液(400g/L)。
盐酸溶液c(HCl)=1mol/L量取84mLHCl,用水稀释至1000mL。
(1+1)王水75mLHCl和25mLHNO3混合后,加入100mL水混匀。用时配制。
混合加速剂将硫酸钾(K2SO4)和硫酸铜(CuSO4·5H2O)按(10+1)比例,在玻璃研钵中研磨混匀,装入宽口玻璃瓶中。
硒溶液ρ(Se)=10.0g/L称取5.0g优级纯硒粉置于250mL烧杯中,加入10mL(1+1)王水溶解后,用水稀释至500mL,摇匀。装入磨口玻璃瓶中备用。
硼酸溶液称取20g硼酸溶解在1000mL水中。
甲基红-溴甲酚绿混合指示剂称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿,溶解在100mL乙醇中,移入玻璃瓶中备用。变色范围:pH4.4(红色)~pH5.4(蓝色)。
含有甲基红、溴甲酚绿指示剂的硼酸混合溶液取100mL硼酸溶液,加入2mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂,用氢氧化钠溶液及盐酸溶液调节溶液呈紫红色,此时该溶液的pH为4.5。
硼砂标准溶液c(1/2Na2B4O7)=0.0200mol/L称取1.9068g硼砂(Na2B4O7·10H2O)置于250mL烧杯中,加100mL水,溶解后移入500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
盐酸标准溶液吸取20mL1mol/LHCl溶液置于1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
标定分取20.00mL硼砂标准溶液置于150mL锥形烧杯中,加1滴甲基红-溴甲酚绿混合指示剂,用盐酸标准溶液进行滴定,溶液由蓝色变为紫红色为终点。同时分取20.0mL水作空白试验。按下式计算盐酸标准溶液浓度:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:c为盐酸标准溶液的浓度,mol/L;0.0200为硼砂标准溶液的浓度数值,单位用了mol/L;V1为硼砂标准溶液的体积,mL;V2为滴定消耗盐酸标准溶液的体积,mL;V0为滴定空白试验溶液消耗盐酸标准溶液的体积,mL。
分析步骤
试样的煮解。称取0.1~1.0g(精确至0.0001g)试样(粒径小于0.075mm,经室温干燥后,装入磨口小玻璃瓶中备用)置于50mL凯氏烧瓶中,加入2g混合加速剂及1mL硒溶液,加少许水润湿,加入5mLH2SO4,瓶口放一小漏斗,于通风柜内,在调温电炉上先低温加热,待溶液中无泡沫发生(约需15min)后,再升高温度,使瓶内硫酸蒸汽回流的高度控制在瓶颈上部的1/3处,要经常摇动凯氏烧瓶,直至试样和煮解液完全变为灰白带绿色(约需15min)后,再继续煮解1h。全部煮解时间需85~90min,切勿煮干。煮解完毕,取下凯氏烧瓶,冷却,以待蒸馏。
蒸馏。在150mL锥形瓶中加入5mL硼酸混合溶液,将其套在凯氏定氮蒸馏装置的下端,端口置于硼酸混合溶液液面以下3~4cm处。把煮解液全部转入蒸馏器的内室,并用水冲洗凯氏烧瓶4次,冲洗液用量不要超过40mL,打开冷却水,经三通管加入20mLNaOH溶液,立即关闭蒸馏室,打开蒸气夹,用蒸气蒸馏。当锥形瓶内的馏出液达到50~55mL(约需8~10min)后,用广泛pH试纸置冷却管口碰触蒸馏液,如无碱性反应,表示氨已蒸馏完毕。若仍为碱性反应,应继续蒸馏直至无碱性反应。同时进行空白试验的蒸馏。
滴定。已蒸馏在150mL锥形瓶吸收的氨溶液,用盐酸标准溶液滴定,滴定至溶液由蓝色突跃变为紫红色即为滴定终点,记录盐酸标准溶液的体积。同时进行空白试验的蒸馏及其吸收液的滴定,记录盐酸标准溶液的体积。
按下式计算氮的含量:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:w(N)为氮的质量分数,%;V为滴定试样溶液消耗盐酸标准溶液的体积,mL;V0为滴定空白溶液消耗盐酸标准溶液的体积,mL;c为盐酸标准溶液的浓度,mol/L;0.014为氮原子的毫摩尔质量的数值,单位用g/mmol;m为试样的质量,g。
注意事项
本方法测得的氮不包括硝态氮、亚硝态氮。因硝酸根离子在煮解过程中不会完全还原为铵离子,且易挥发损失。但一般土壤试样中硝态氮含量不超过全氮量的1%,故可以忽略不计。
❷ 有谁知道凯氏定氮的具体步骤,注意事项,!!
1、消化:精密称取大豆样品1.0g左右,放入干燥的250 ml消化管中,加入0.4g CuSO4 7g K2SO4 10ml H2SO4先200'C炭化,待泡沫停止后提高温度到450'C,加热至液体沸腾,待瓶内液体呈蓝绿色透明后,再继续加热0.5h。
冷却后加入20ml水,移入100ml容量瓶中,用少量水洗涤消化管2~3次,洗液合并于容量瓶中定容。
2、蒸馏:连接凯氏定氮装置,于水蒸气发生瓶内装水至2/3处,加甲基红指示剂数滴及数ml硫酸,保持水呈酸性。加入数粒玻璃珠以防暴沸,调节火力加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、向吸收瓶内加入20g/L硼酸溶液20ml及混合指示剂2滴,并使冷凝管下端插入液面以下,吸取10ml样品消化稀释液由进样口进入反应室,并以10ml水洗涤进样口使其流入反应室内,将400g/L NaOH溶液10ml倒入进样口,立即夹紧螺旋夹,并加入少量蒸馏水,密封进样口。
当蒸汽通入反应室时,准确计时,反应产生的氨气通过冷凝管进入吸收瓶,蒸馏5min,移动吸收瓶,使冷凝管下端离开液面,再蒸馏Imin,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部,取下吸收瓶。
停止加热,使反应室内的液体进入汽水分离器,打开进样口的螺旋夹,将汽水分离器的液体放出。再向反应室内加入蒸馏水,夹紧螺旋夹,再次进行加热至水蒸汽放出,停止加热,使反应室内的水进入汽水分离器,进行洗涤。
4、滴定:用0.025mol/L硫酸标准溶液滴定吸收液至灰色。
5、计算:X= 2cVX 14X5.71/m
X为样品中蛋白质的含量,%;c为硫酸标准溶液的浓度,molL;V为样品消化液消耗硫酸标准溶液的体积,ml;m为样品的质量,g。
注意事项
(1) 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀,液体样品应振摇或搅拌均匀。
(2) 样品放入定氮瓶内时,不要沾附颈上。万-沾附可用少量水冲下,以免被检样消化不完全,结果偏低。
(3) 消化时如不容易呈透明溶液,可将定氮瓶放冷后,慢慢加入30%过氧化氢(H2O2)2-3ml,促使氧化。
(4) 在整个消化过程中,不要用强火。保持和缓的沸腾,使火力集中在凯氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下,使氮有损失。
(5)如硫酸缺少, 过多的硫酸钾会引起氨的损失,这样会形成硫酸氢钾,而不与氨作用。因此,当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时,要增加硫酸的量。
(6)加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点,硫酸铜为催化剂,硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。
(7)混合指示剂在碱性溶液中呈绿色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿,可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。
(8) 氨是否完全蒸馏出来,可用PH试纸试馏出液是否为碱性。
(2)全自动凯氏定氮仪测量方法扩展阅读:
凯氏定氮法原理
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。
❸ 凯式定氮仪是什么原理可以测什么
凯氏定氮仪是测量有机物中总氮的含量的方法。
凯氏定氮法是在催化剂存在的情况下,采用浓硫酸消化,将有机物氧化,氮转变为硫酸铵,然后加碱,将氨气蒸馏出来,用硼酸吸收,最后用强酸滴定,测定蒸馏出的氨含量,从而计算有机物中总氮含量的方法。最常见的是测定食品中蛋白质的含量,以及废水中总氮含量。
❹ 凯氏定氮仪的使用步骤
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。 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。
❺ 凯氏定氮法公式是什么
凯氏定氮法计算公式:X=*F*100%。
式中,X表示样品中蛋白质的百分含量,V1表示样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,V2表示试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,N表示硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度,0。
014表示1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数,m表示样品的质量或体积,F表示氮换算为蛋白质的系数。
凯氏定氮法是由丹麦化学家凯道尔于1833年建立的,现已发展为常量、微量、平微量凯氏定氮法以及自动定氮仪法等,是分析有机化合物含氮量的常用方法。
凯氏定氮法的理论基础是蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%-19%),因此,通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假设测定物质中的氮全来自蛋白质),即:蛋白质含量=含氮量/16%。
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。