克氏定氮法

天然含氮有機化合物(如蛋白質)與濃硫酸共熱時分解出氨,氨與硫酸反應生成硫酸銨。在克氏定氮儀中加入強鹼鹼化消化液,使硫酸銨分解出氨。用水蒸氣蒸餾法將氨蒸入無機酸溶液中,然後再用標準酸溶液進行滴定,滴定所用無機酸的量(mol)相當於被測樣品中氨的量(mol),根據所測得的氨量即可計算樣品的含氮量。
因為蛋白質含氮量通常在16%左右,所以將克氏定氮法測得的含氮量乘上係數6.25,便得到該樣品的蛋白質含量。
整個反應過程可分為消化、蒸餾及滴定三大步驟。
樣品與濃硫酸共熱時,分解出氮、二氧化碳和水,氮轉變出的氨,進一步與硫酸作用生成硫酸銨,此過程通常稱之為“消化”。
但是,這個反應進行得比較緩慢,通常需要加入硫酸鉀或硫酸鈉以提高反應液的沸點,並加入硫酸銅作為催化劑,以加快反應速度。以甘氨酸為例,其消化過程可表示如下:
CH3NH2COOH + 3H2SO4→3CO2 + 3SO2 + 4H2O + NH3 (1)
2NH3 + H2SO4 →(NH4)2SO4 (2)
(NH4)2SO4 + 2NaOH→2H2O + Na2SO4 + 2NH3(3)
反應(1)、(2)在克氏定氮燒瓶中完成。反應(3)在克氏定氮儀內進行。
濃鹼可使消化液中的硫酸銨分解,游離出氨。借水蒸氣將產生的氨蒸餾到定量、定濃度的硼酸溶液中,氨與溶液中的氫離子結合生成銨離子,使溶液中氫離子濃度降低。然後用標準無機酸滴定至恢復溶液中原來氫離子濃度為止。最後根據所用標準酸的摩爾數計算出待測物中的總氮量。

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