1、凱氏定氮法的原理
1.1 消化:樣品與硫酸一同加熱消化,硫酸使有機(jī)物脫水,破壞有機(jī)物,有機(jī)物中的碳和氫氧化為二氧化碳和水逸出,而蛋白質(zhì)分解成氨,則與硫酸結(jié)合成硫酸銨留在酸性溶液中。其反應(yīng)式如下:
H2SO4→SO2+H2O+﹝O﹞
2CH3.CH.NH2.COOH+2﹝O﹞→2CH3.CHOH-NH2+2CO2
2CH3.CHOH.NH2+10﹝O﹞→4CO2+2NH3+4H2O
2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4
在消化過程中添加硫酸鉀可以提高溫度加快有機(jī)物分解,它與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉀,可提高反應(yīng)溫度,一般純硫酸反應(yīng)生成硫酸氫鉀,可提高反應(yīng)溫度,一般純硫酸加熱沸點(diǎn)330℃,而添加硫酸鉀后,溫度可達(dá)400℃,加速了整過反應(yīng)的過程。此外,也可以加入硫酸鈉、氯化鉀等鹽類來提高沸點(diǎn)。其理由隨著消化過程硫酸的不斷的分解,水分的逸出而是硫酸鉀濃度增大,沸點(diǎn)增加。加速了有機(jī)物的分解。其反應(yīng)式如下:
K2SO4+H2SO4=2KHSO4
2KHSO4=K2SO4+H2O+SO3
但硫酸鉀加入量不能太大,否則溫度過高,生成硫酸銨也會分解,放出氨而造成損失。
(NH4)2SO4→NH3↑+NH4HSO4
2 NH4HSO4→2 NH3↑+2 SO4↑+2H2O
為了加速反應(yīng)過程,還加入硫酸銅,氨化汞或硒粉作為催化劑以及加入少量過氧化氫,次氯酸鉀作為氧化劑,但為了防止污染通常使用硫酸銅,其反應(yīng)式如下:
2GuSO4→Gu2SO4+ SO2↑+O2↑
5O2+2GuSO4→GuSO4+ SO2↑+6O2↑
GuSO4+H2SO4→2GuSO4+ SO2↑+H2O
所以有機(jī)物全部消化后,出現(xiàn)硫酸銅的藍(lán)綠色,它具體由催化功能,還可以作為堿性反應(yīng)指示劑。
1.2
蒸餾:樣液中的硫酸銨在堿性條件下釋放出氨,在這一操作中,一是加入氫氧化鈉溶液要過量;二是防止樣液中氨氣逸出,其反應(yīng)如下:
2(NH4)2SO4+2NaOH→NH3↑+Na2SO4+H2O
1.3
吸收與滴定:蒸餾過程中放出的氨可用一定量的標(biāo)準(zhǔn)硫酸或鹽酸溶液進(jìn)行吸收。然后再用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液反滴定過剩的硫酸或鹽酸溶液,從而計(jì)算出總氨量。半微量或微量蒸餾定氮通常用硼酸溶液吸收后,再用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液之間滴定,硼酸呈微弱的酸性,用酸滴定不影響指示劑變色反應(yīng),它有吸收氨的作用,其反應(yīng)如下:
2NH3+4H3BO3→(NH4)2B4O7+5 H2O
(NH4)2B4O7+2HCI+5 H2O→2NH4CL+4H3BO3
1.4 混合指示劑:標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定吸收液中的氨的PH值突躍范圍為6.3-4.3。采用甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑,終點(diǎn)顏色由綠色變?yōu)榛壹t色。
2、定氮儀
2.1 對半微量定氮儀的要求:必須是水蒸氣蒸餾,蒸餾速度為10-20分鐘內(nèi)蒸出液量達(dá)70-100毫升,氨的回收率在97%以上,一起加堿空蒸時,蒸出液空白要低。
2.2 操作定氮儀注意事項(xiàng):
2.2.1本儀器必須在無氮及氨化物污染的專用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工作。
2.2.2所有的蒸餾水均為無氨水。
2.2.3蒸餾試樣前必須清洗儀器,并對儀器進(jìn)行檢漏。
2.2.4新的蒸餾裝置或久不使用的裝置,冷凝管不要通冷凝水,先通水蒸氣洗凈。
2.2.5在分析試樣前,蒸餾50毫升水溶液檢查空白,空白低時才能進(jìn)行試樣分析。
3、飼料粗蛋白測定方法操作注意點(diǎn)
3.1試樣消煮,加催化劑[GuSO4.5 H2O:Na2SO4(無水)=1:15(質(zhì)量比)]3.2克、加濃硫酸13毫升。
3.2 消化時間視不同樣品含脂肪、蛋白質(zhì)而定,一般樣液呈現(xiàn)藍(lán)綠色后消化30分鐘就可以(高蛋白及有爭議的樣品應(yīng)按國標(biāo)消化至樣液出現(xiàn)藍(lán)綠色后消化2小時。
3.3 無損失的將消化液由凱氏燒瓶轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中,并用蒸餾水洗凱氏燒瓶2-3次,洗液一并倒入容量瓶中。
3.4 配置的20g/l硼酸液不能被酸污染,三角燒瓶應(yīng)洗凈,一旦顯色不對,洗凈后重新吸取硼酸液和指示劑。
3.5 加蒸餾水空蒸,一要對定氮儀檢漏;二要檢蒸餾液的PH值不能太高,最好控制在PH值6-7之間。
3.6 要先塞好入口玻璃塞,再加堿液,小心提起玻塞使之流入反應(yīng)室,將玻璃塞塞好,且在入口出加水封好。防止氨損失和漏氣。同時要嚴(yán)防反應(yīng)室里分解試樣和堿液倒吸出來。反應(yīng)室內(nèi)液量不能太多。
3.7 控制好水蒸氣發(fā)生器溫度,不能過高(測定結(jié)果偏高);不能過低(測定結(jié)果偏低)??捎靡慌_調(diào)壓器與電爐串聯(lián),以硫酸銨校正值確定電壓大小。
3.8 應(yīng)隨時用分析純硫酸銨代替試樣來校正加堿,蒸餾和滴定各步驟地操作。
3.9 蒸餾完畢,拔入口處玻璃塞動作要輕柔。防止反應(yīng)室內(nèi)堿液倒噴入冷凝管內(nèi),避免給下一個試樣分析帶來較大的誤差。
3.10 滴定操作禁止放長線滴定。
3.11 每換一批藥品試劑、標(biāo)液要用蔗糖(分析純)代替試樣進(jìn)行空白測定。
3.12 消化溫度應(yīng)控制在400℃至420℃內(nèi)。消化器控溫器應(yīng)良好,電阻絲應(yīng)使用專用配套電阻絲,拉伸應(yīng)均勻,使?fàn)t內(nèi)溫度均勻,沒有房消化管的孔上用瓷坩堝蓋蓋上。
CP(%)=(V2-V1)×C×0.014×6.25×100 /W×V1/V
式中:V2—滴定試樣時所需酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,ml;
V1—滴定空白時所需酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,ml;
C—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度,mol/L;
W—試樣重量g;
V—試樣分解液總體積,ml;
V1—試樣分解液蒸餾用體積,ml;
0.014—氨的摩爾質(zhì)量g/m mol;
6.25—氨換算成蛋白質(zhì)的平均系數(shù)。
在實(shí)際分析應(yīng)用中通常V1=0.1 ml
V=100 ml如若C(HCL)=0.0493 mol/ ml
V1=5 ml
那么粗蛋白質(zhì)計(jì)算公式可簡化為:
CP(%)=(V2-0.10)×0.0493×0.014×6.25×100 /W×5/100
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