凯氏定氮法(英语:Kjeldahl method,全称凯耶达尔定氮法,简称凯氮法)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于在1883年发明。凯 氏定氮法是分析有机化合物含氮量的常用方法。要测定有机物含氮量,通常是设法使其转变成无机氮,再进行测定。
一、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。使用时常加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物氧化。消化完成后,将消化液转入凯氏定氮 仪反应室,加入过量的浓氢氧化钠,将NH4+转变成NH3,通过蒸馏把NH3驱入过量的硼酸溶液接受瓶内,硼酸接受氨后,形成四硼酸铵,然后用标准盐酸滴 定,直到硼酸溶液恢复原来的氢离子浓度。滴定消耗的标准盐酸摩尔数即为NH3的摩尔数,通过计算即可得出总氮量。在滴定过程中,滴定终点采用甲基红-次甲 基蓝混合指示剂颜色变化来判定。测定出的含氮量是样品的总氮量,其中包括有机氮和无机氮。
以蛋白质为例,反应式如下:
消化:蛋白质 + H2SO4→(NH4)2SO4
+ SO2↑+ CO2 ↑+ H2O
蒸馏:(NH4)2SO4 + 2NaOH→ Na2SO4
+ 2 H2O + 2NH3 ↑
2NH3 + 4H3BO3→(NH4)2B4O7
+ 5H2O
滴定:(NH4)2B4O7
+ 2HCl + 5H2O→2NH4Cl + 4 H3BO3
蛋白质是一类复杂的含氮化合物,每种蛋白质都有其恒定的含氮量[约在14%~18%,平均为16%(质量分数)]。凯氏定氮法测定出的含氮量,再乘以系数6.25,即为蛋白质含量。
本法适用于测定0.2~1.0mg氮的样品测定。
通过本实验使学生能理解凯氏定