化合物中氮含量的测定

1、化合物中氮含量的测定试讲教师：朱敏娜2021-7-6 蒸馏法和甲醛法蒸馏法和甲醛法1凯式定氮法原理凯式定氮法原理2森林土壤全氮的测定森林土壤全氮的测定3实验过程注意事项实验过程注意事项42021-7-6蒸馏法蒸馏法 甲醛法甲醛法 凯式定氮法凯式定氮法 铵盐铵盐 含氮有机物含氮有机物化合物中氮化合物中氮含量的测定含量的测定2021-7-61.蒸馏法蒸馏法将铵盐试液置于蒸馏瓶中，加入过量浓将铵盐试液置于蒸馏瓶中，加入过量浓NaOH溶液进行蒸溶液进行蒸馏，用过量的馏，用过量的H3BO3溶液吸收正发出的溶液吸收正发出的NH3：用用HCl标准溶液滴定反应生成的标准溶液滴定反应生成的H2BO3，终点时，终

2、点时，pH5,选用甲基红作指示剂，含氮量的计算式为选用甲基红作指示剂，含氮量的计算式为本方法的优点是只需要一种标准溶液本方法的优点是只需要一种标准溶液HCl。NaOH、H3BO3溶液只需适当过量，不必准确知道其浓度。溶液只需适当过量，不必准确知道其浓度。NH3H3BO3NH4H2BO3HH2BO3H3BO3w(N) =c(HCl)V(HCl)10 M(N)m 100%-32021-7-62.甲醛法甲醛法甲醛与甲醛与NH4+发生如下反应发生如下反应利用利用NaOH标准溶液滴定反应所生成的酸（包括标准溶液滴定反应所生成的酸（包括3摩尔的游离摩尔的游离H+和和(CH2)6N4H+中的中的1摩尔摩尔H

3、+）。终点产物六次甲基四胺）。终点产物六次甲基四胺(CH2)6N4是一种极弱有机碱，应选用酚酞作指示剂，化合是一种极弱有机碱，应选用酚酞作指示剂，化合物的氮含量按下式计算：物的氮含量按下式计算：本方法比较简便，还可用于测定某些氨基酸。甲醛中常含少本方法比较简便，还可用于测定某些氨基酸。甲醛中常含少量的甲酸，因此结果准确性较差，可预先用量的甲酸，因此结果准确性较差，可预先用NaOH标准溶液标准溶液中和，消除其影响。中和，消除其影响。w(N) =c(NaOH)V(NaOH) 10 M(N)m 100%-34NH46HCHO(CH2)6N4H3H6H2O2021-7-63.凯式凯式(Kjeldahl

4、)定氮法定氮法1.消化消化方法是将适量浓硫酸加入试样中加热，进行试样的消化分解，使方法是将适量浓硫酸加入试样中加热，进行试样的消化分解，使C、H转化为转化为CO2和和H2O，元素，元素N在铜盐或是汞盐催化下生成在铜盐或是汞盐催化下生成NH4+，反应如下：，反应如下：在消化分解后的溶液中加入过量在消化分解后的溶液中加入过量NaOH溶液，再用蒸馏法测定溶液，再用蒸馏法测定NH3。2.蒸馏蒸馏在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，收集于，收集于H3BO3 溶液中溶液中反应式为反应式为: 3.滴定滴定用已知浓度的用已知浓度的H2SO4（或（或HCI）标准

5、溶液滴定，根据）标准溶液滴定，根据HCI消耗的量计算出氮的含消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量反应式为：反应式为： CmHnNH2SO4,K2SO4CuSO4CO2NH4H2ONH4H2OOHNH32NH34H3BO3(NH4)2B4O75H2O(NH4)2B4O72H5H2O2NH44H3BO32021-7-6森林土壤全氮的测定（森林土壤全氮的测定（LY/T 1228-1999）（半微量凯氏法）（半微量凯氏法）1.方法要点方法要点 土壤中的全氮在硫酸铜、土壤中的全氮在硫酸铜、 硫酸钾与硒粉的存在下，用浓硫酸消煮，使转变

6、为硫酸钾与硒粉的存在下，用浓硫酸消煮，使转变为硫酸按，然后用氢氧化钠碱化，加热蒸馏出氮，经硼酸吸收，用标准酸滴定硫酸按，然后用氢氧化钠碱化，加热蒸馏出氮，经硼酸吸收，用标准酸滴定其含量。其含量。2.试剂试剂 混合加速剂：硫酸钾、硫酸铜、硒粉以混合加速剂：硫酸钾、硫酸铜、硒粉以100:10:1混合，研细。浓硫酸。混合，研细。浓硫酸。 400 g/L氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。 甲基红一溴甲酚绿混合指示剂。甲基红一溴甲酚绿混合指示剂。20g/L硼酸溶液。硼酸溶液。 硼砂标准溶液硼砂标准溶液c1/2Na2B4O7=0.0200mol/L，用于标定盐酸。，用于标定盐酸。1mol/L盐盐酸溶液。酸溶液。

7、0.02mol/L盐酸标准溶液。盐酸标准溶液。3.主要仪器主要仪器 半微量定氮蒸馏装置，凯氏烧瓶半微量定氮蒸馏装置，凯氏烧瓶( 50或或 100 mL) ，锥形瓶，锥形瓶(150 mL)。 2021-7-64.测定步骤测定步骤(1)消煮消煮: 用减量法称取通过用减量法称取通过0.149mm筛孔的风干土筛孔的风干土1.0g (精确到精确到0.0001g ) ( 含氮约含氮约1mg 左右左右)，同时测定土壤水分换算系数，同时测定土壤水分换算系数( K2 )。将土样小心送人凯氏烧瓶底部，。将土样小心送人凯氏烧瓶底部，加加2g混合加速剂，混合加速剂， 摇匀，加数滴水使样品湿润，然后加摇匀，加数滴水使样

8、品湿润，然后加5mL浓硫酸，瓶口放浓硫酸，瓶口放一小漏斗，在通风柜中用调温电炉加热消煮，最初宜用小火，待无泡沫发生一小漏斗，在通风柜中用调温电炉加热消煮，最初宜用小火，待无泡沫发生后后(约需约需1015min )，提高温度，控制瓶内硫酸蒸气回流的高度约在瓶颈上部，提高温度，控制瓶内硫酸蒸气回流的高度约在瓶颈上部的三分之一处，并须经常振动凯氏瓶，勿使烧干，直至消煮液和土粒全部变的三分之一处，并须经常振动凯氏瓶，勿使烧干，直至消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色为灰白稍带绿色( 约需约需15min ) 后，再继续消煮后，再继续消煮1h，全部消煮时间约，全部消煮时间约85 90min，消煮完毕后，取下凯

9、氏瓶，冷却，以待蒸馏。同时做两个试剂空白试验。消煮完毕后，取下凯氏瓶，冷却，以待蒸馏。同时做两个试剂空白试验。(2)蒸馏：往蒸馏：往150mL锥形瓶中加锥形瓶中加5mL 20g / L硼酸硼酸指示剂混合液，把它套在半微指示剂混合液，把它套在半微量定氮蒸馏装置的冷凝管下端，管口置于硼酸液面以上量定氮蒸馏装置的冷凝管下端，管口置于硼酸液面以上34cm处，把消煮液处，把消煮液全部转入蒸馏器的内室，并用水洗涤凯氏瓶全部转入蒸馏器的内室，并用水洗涤凯氏瓶45次，总用量不超过次，总用量不超过40mL，打，打开冷凝水，经三通管加人开冷凝水，经三通管加人20m L 4 0 0 g / L氢氧化钠溶液，立即关闭

10、蒸馏室，氢氧化钠溶液，立即关闭蒸馏室，打开蒸气夹，蒸气蒸馏，当锥形瓶内馏出液达打开蒸气夹，蒸气蒸馏，当锥形瓶内馏出液达50 55 mL时时( 约需约需810 min )，用广范试纸在冷凝管口试蒸馏液，如已无碱性反应，示氨已蒸馏完毕，用广范试纸在冷凝管口试蒸馏液，如已无碱性反应，示氨已蒸馏完毕， 否则否则继续继续 蒸馏。蒸馏。2021-7-6(3)滴定：吸收在硼酸溶液中的氨，用滴定：吸收在硼酸溶液中的氨，用0.02mo l / L盐酸标准溶液滴定，由蓝绿色盐酸标准溶液滴定，由蓝绿色突变到紫红色为终点，记下用去盐酸标准溶液的毫升数。与此同时，进行试突变到紫红色为终点，记下用去盐酸标准溶液的毫升数。

11、与此同时，进行试剂空白试验的蒸馏与滴定，剂空白试验的蒸馏与滴定， 以校正试剂的误差。以校正试剂的误差。2 . 5 结果计算结果计算 式中：式中： WN 全氮含量全氮含量, g / k g ； V滴定样品用去盐酸标准溶液体积，滴定样品用去盐酸标准溶液体积，mL； Vo滴定试剂空白试验用去盐酸标准溶液体积，滴定试剂空白试验用去盐酸标准溶液体积，mL； c盐酸标准溶液的浓度，盐酸标准溶液的浓度，mol / L； 0.014 氮原子的摩尔质量，氮原子的摩尔质量，g/ mmol； K2 将风干土样换算成烘干土样的水分换算系数；将风干土样换算成烘干土样的水分换算系数； m1 风千土样质量，风千土样质量，g

12、。注注1.硼酸指示剂混合液最好在使用时与硼酸溶液混合，如混合过久则可能有终点不灵敏的现象发生。硼酸指示剂混合液最好在使用时与硼酸溶液混合，如混合过久则可能有终点不灵敏的现象发生。2.本方法测得的氮不包括硝态氮、亚硝态氮，一般土攘中硝态氮含量不超过全氮量的本方法测得的氮不包括硝态氮、亚硝态氮，一般土攘中硝态氮含量不超过全氮量的1 %， 故可以忽略不计。故可以忽略不计。WN =(V-V0) c 0.014m1 K2 10002021-7-6凯氏定氮蒸馏装置示意图凯氏定氮蒸馏装置示意图2021-7-6半自动凯氏定氮仪及消解炉半自动凯氏定氮仪及消解炉2021-7-6全自动凯氏定氮仪全自动凯氏定氮仪全自

13、动凯氏定氮仪完全电子程序化控制，配有全自动凯氏定氮仪完全电子程序化控制，配有PH电位滴定电位滴定装置，实现自动滴定、结果计算的功能。装置，实现自动滴定、结果计算的功能。 2021-7-6 实验过程注意事项实验过程注意事项 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。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。万一沾附可用少量水冲下，以免被检样品放入定氮瓶内时，不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下，以免被检样消化不完全，结果偏低。样消化不完全，结果偏低。3.消化时如不容易呈透明溶液，放冷后，慢慢加入消化时如不

14、容易呈透明溶液，放冷后，慢慢加入30%H2O2-3ml，促使氧化。，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。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.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。碱性反应的指示剂。6.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。混合指示剂在碱性溶液中

15、呈绿色，在中性溶液中呈灰色，在酸性溶液中呈红色。 2021-7-6 实验过程注意事项实验过程注意事项 8.以硼酸为氨的吸收液，可省去标定碱液的操作，且硼酸的体积要求并不严格以硼酸为氨的吸收液，可省去标定碱液的操作，且硼酸的体积要求并不严格，亦可免去用移液管，操作比较简便。，亦可免去用移液管，操作比较简便。9.在盐酸标准溶液的配制时，必须将基准无水碳酸钠于在盐酸标准溶液的配制时，必须将基准无水碳酸钠于270-300灼烧至恒重后灼烧至恒重后称取所须用量，否则也会影响蛋白质测定结果的准确性。称取所须用量，否则也会影响蛋白质测定结果的准确性。 10.这种测算方法本质是测出氮的含量，再作蛋白质含量的估算

16、。只有在被测这种测算方法本质是测出氮的含量，再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。 7.因蒸馏时反应室的压力大于大气压力，故可将氨带出。氨是否完全蒸馏因蒸馏时反应室的压力大于大气压力，故可将氨带出。氨是否完全蒸馏出来，可用出来，可用PH试纸试馏出液是否为碱性。试纸试馏出液是否为碱性。2021-7-6 凯氏定氮法的缺陷与弥补方法凯氏定氮法的缺陷与弥补方法 弥补方法弥补方法 缺陷缺陷含氮有机物不仅仅是蛋白质，含氮有机物不仅仅是蛋白质，还有还有尿素尿素、三聚氰胺三聚氰胺 等等。等等。在加上食品中蛋白质含量的在加上食品中蛋白质含量的现行国家标准和国际通行测现行国家标准和国际通行测定方法是经典凯氏定氮法，定方法是经典凯氏定氮法，这就为造假者提供了可乘之这就为造假者提供了可乘之机。蛋白质中的含氮量不超机。蛋白质中的含氮量不超过过3030，三聚氰胺的最大的三聚氰胺的最大的特点是含氮量很高