凯氏定氮法概述
凯氏定氮法(简称凯氮法,英语:Kjeldahl method,全称凯耶达尔定氮法),是分析化学中一种常用的确定有机化合物中氮含量的检测方法。这种方法是由凯耶达尔在1883年发明的
它的原理是:将有机化合物与硫酸共热使其中的氮转化为硫酸铵。在此过程中经常会向混合物中加入硫酸钾来提高中间产物的沸点。此反映过程的终点很好判断,因为此反映会由开始的很暗变的无色且透明。
在得到的溶液中加入少量氢氧化钠,然后蒸馏。这一步会将铵盐转化成氨。而总氨量(由样本的含氮量直接决定)会由反滴定确定:冷凝管的末端会浸在硼酸溶液中。氨会和酸反应,而过量的酸则会在甲基橙的指示下用碳酸钠。滴定所得的结果乘以特定的转换因子就可以得到结果
通过凯氏定氮法测得的含氮量一般被称作总凯氮量。总凯氮量有时并不能真正地反映样本中的蛋白质含量,因为所测定的部分含氮量可能不是由蛋白质转化来的。
样本的分解: 蛋白质 + H2SO4 → (NH4)2SO4(aq) + CO2(g) + SO2(g) + H2O(g)
铵盐的分解: (NH4)2SO4(aq) + 2NaOH → Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)
氨的固定: B(OH)3 + H2O + NH3 → NH4+ + B(OH)4
返滴定: B(OH)3 + H2O + Na2CO3 → NaHCO3(aq) + NaB(OH)4(aq) + CO2(g) + H2O
如今,凯氏定氮法已经可以自动进行,一些催化剂(如氧化汞或硫酸铜)也被使用来提高反映速率。
转换因子
转换因子是通过凯氏定氮法测得的氮换算为蛋白质的系数。理想状态下的蛋白质中的氮含量约为16%,所以测量值乘以6.25即为蛋白质量。
凯氏定氮的应用
凯氏定氮法以它的可重复性、精确性和普遍适用性已经得到了国际的广泛认可。它已经被确定为检测食物中蛋白质含量的标准方法。但是,这种方法并不能准确的测定出食品中蛋白质的含量,因为此方法测定的氮可能不全是由蛋白质转变来的。2007年的美国宠物食品污染事件和2008年的中国毒奶粉事件中体现:三聚氰胺,一种含氮量较高的物质,被添加到了食品中以伪造较高的含氮量。另外,由于不同的氨基酸序列,这种方法也需要许多不同的校正因子。而且,凯氏定氮法还需要使用浓硫酸和较长时间的加热(一般来讲,大于1小时)。这也造成了在粗略测量蛋白质含量时,杜马斯法有时更方便些。
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