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微量凯氏( Mirco-Kjeldahl )定氮法. 目 的. 1 、学习微量凯氏定氮法的原理 2 、掌握微量凯氏定氮法的操作技术,包括标准硫酸铵含量的测定,未知样品的消化、蒸馏、滴定及其含氮量的计算等。. 原 理 (消化、蒸馏、滴定、计算). 凯氏定氮法常用于测定天然有机物(如蛋白质,核酸及氨基酸等)的含氮量。 天然的含氮有机物与浓硫酸共热时,其中的碳、氢二元素被氧化成二氧化碳和水,而氮则变成氨,并进一步与硫酸作用生成硫酸铵。此时程称之为“ 消化” 。 (但是,这个反应进行得比较缓慢,通常需要加入硫酸钾或硫酸钠以提高反应的沸点,并加入硫酸铜作为催化剂,以促进反应的进行。).
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目 的 1、学习微量凯氏定氮法的原理 2、掌握微量凯氏定氮法的操作技术,包括标准硫酸铵含量的测定,未知样品的消化、蒸馏、滴定及其含氮量的计算等。
原 理 (消化、蒸馏、滴定、计算) 凯氏定氮法常用于测定天然有机物(如蛋白质,核酸及氨基酸等)的含氮量。 天然的含氮有机物与浓硫酸共热时,其中的碳、氢二元素被氧化成二氧化碳和水,而氮则变成氨,并进一步与硫酸作用生成硫酸铵。此时程称之为“消化”。 (但是,这个反应进行得比较缓慢,通常需要加入硫酸钾或硫酸钠以提高反应的沸点,并加入硫酸铜作为催化剂,以促进反应的进行。)
浓碱可使消化液中的硫酸铵分解,借水蒸汽将产生的氨蒸馏到一定的量和浓度的硼酸溶液中(紫红色),硼酸吸收氨后(绿色),氨与溶液中的氢离子结合,生成铵离子,使溶液中氢离子浓度降低。然后用标准无机酸滴定,直至恢复溶液中原来氢离子浓度为止(紫红色),最后根据所用标准酸的摩尔数(相当于待测物中氨的摩尔数)计算出待测物中的氮量。浓碱可使消化液中的硫酸铵分解,借水蒸汽将产生的氨蒸馏到一定的量和浓度的硼酸溶液中(紫红色),硼酸吸收氨后(绿色),氨与溶液中的氢离子结合,生成铵离子,使溶液中氢离子浓度降低。然后用标准无机酸滴定,直至恢复溶液中原来氢离子浓度为止(紫红色),最后根据所用标准酸的摩尔数(相当于待测物中氨的摩尔数)计算出待测物中的氮量。 滴定时用甲烯蓝和甲基红混合指示剂,其指示范围为pH5.2~5.6,将NH4H2BO3的绿色滴至原来H3BO3的紫红色即为终点。 本法适用范围0.2~1.0毫克氮。相对误差应小于2%。
器 材 1、改良型凯氏定氮仪 2、10mL微量酸式滴定管 3、酒精灯(打火机) 4、凯氏烧瓶 5、锥形瓶(50~100毫升)、容量瓶(50毫升)
试 剂 1、0.1mg/mL 标准(NH4)2SO4 2、30% NaOH溶液 3、2%硼酸 4、标准HCl (0.0100M) 5、混合指示剂(田式指示剂)
夹子1 夹子2 夹子3 图 凯氏微量定氮蒸馏装置 操作步骤 (样品的处理、消化时间长,略) 1.熟悉改良型凯氏定氮仪构造原理,滴定管的使用
2. 蒸馏器的清洗(将蒸汽发生器废水换掉,主要清洗反应室) ⑴ 取3个50mL锥形瓶编号,各准确加入5mL硼酸(内加混合指示剂1-2滴),呈淡紫色。表面皿覆盖备用。 ⑵ 先将夹子② 打开缓慢接上冷水,向蒸汽发生器(A球)中注入3/4球体的水,将夹子①②③全关上,将水烧开,然后在加样漏斗中加入少许蒸馏水到反应室(B球)中,B球中水将自动吸到A球;或者将酒精灯挪开;或者将夹子②打开放入少许冷水,都将使反应室中的水自动吸出,反复清洗3次。 最后一次可用硼酸检测:将冷凝管出口下端浸入第1个硼酸及指示剂的锥形瓶的液面下,蒸馏数分钟,观察颜色变化,若不变色则洗净。(注:先挪开锥形瓶,再挪酒精灯,防锥形瓶中液体被倒吸)
3. 蒸馏样品 ⑴ 打开夹子③放掉部分热水,并补充适量冷水,将冷凝管出口下端浸入第2个硼酸及指示剂的锥形瓶的液面下。打开夹子①,用移液管取5mL (NH4)2SO4 缓慢加入反应室,再加入5mL NaOH,关闭夹子①,并在加样漏斗中加入少许蒸馏水做水封。关闭所有夹子,缓慢打开冷凝水,开始加热蒸馏 ⑵ 当观察到锥形瓶内溶液由紫变绿时,开始计时蒸馏3分钟,然后提高冷凝管出口离开液面1cm 高,同时用少许蒸馏水冲冷凝管出口外侧,继续蒸馏1 min. 移走锥形瓶,用表面皿覆盖,等待滴定。 ⑶ 清洗反应室:放掉发生器中废水,按照步骤2(2)操作,最后将蒸汽发生器中废水全换了,并加热使蒸汽通过整个装置数分钟
4. 蒸馏空白 ⑴ 操作如蒸馏样品,空白不加(NH4)2SO4,而是5mL蒸馏水及5mL NaOH ⑵ 第3个锥形瓶收集完后,清洗反应室,放掉废水,操作按照3(3)
5. 滴定 用标准盐酸溶液滴定第2,3两只锥瓶内溶液,当硼酸溶液刚由绿变回淡紫色时为滴定终点,记录所用盐酸的量。
6. 计算 (NH4)2SO4样品含N量(mg/mL)= C (V1-V2) ×14 / V C —— 标准HCl的浓度 0.01M V1 —— 滴定样品消耗标准HCl平均mL数 V2 —— 滴定空白消耗标准HCl平均mL数 V —— (NH4)2SO4样品体积(mL) 代入上式得: (NH4)2SO4样品含N量(mg/mL)= 0.01 (V1-V2) ×14 / 5