凯氏定氮仪原理详解

  凯氏定氮仪(蛋白质测定仪)，是根据凯氏定氮法设计的自动化测氮蒸馏系统，适用于粮油检测、饲料分析、植物养分测试、土肥检测、环保、医药、化工等行业的分析、教学及研究中主要用来检测粮食、食品、乳制品、饮料、饲料、土壤、水、药物、沉淀物和化学品等中的氨氮、蛋白质氮等含量。 
    凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱化蒸馏将铵盐转化为氨，随水蒸气蒸馏出来后为过量的硼酸液吸收，再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数(含氮量×6.25=蛋白含量)，并换算成蛋白质含量，即可计算出样品中的含氮量。此法是经典的蛋白质测定方法。凯氏定氮法被定为食品中蛋白质含量测定的现行国家标准及国际通行的测定方法。
    反应方程式：
    1.有机物中的胺根在强热和 CuSO₄，浓 H₂SO₄ 作用下，硝化生成(NH₄)₂SO₄，反应式为：
          2NH₂ + H₂SO₄ + 2H = (NH₄)₂SO₄ (其中CuSO₄做催化剂)
    2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出 NH3，收集于 H3BO3 溶液中，反应式为：
          (NH₄)₂SO₄ + 2NaOH = 2NH₃ + 2H₂O + Na₂SO₄
          2NH₃ + 4H₃BO₃ = (NH₄)₂B₄O₇ + 5H₂O
    3. 用已知浓度的 H₂SO₄ (或 HCl )标准溶液滴定，根据HCI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，反应式为：
          (NH₄)₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O = (NH₄)₂SO₄ + 4H₃BO₃
          (NH₄)₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O = 2NH₄Cl + 4H₃BO₃ 
    计算公式：

    X：样品蛋白质含量 (g/100g 或g/100mL)
    V₁、V₂：测定用样、试剂空白消耗盐酸标准溶液的体积 (mL)
    C：盐酸标准液的摩尔浓度 (mol/L)
    0.014：1mol/L盐酸标准液1mL相当于氮的克数
    m：样品质量(g)或体积(mL)
    F：蛋白质换算系数6.25
    换算系数：
    一般食物6.25、乳制品6.38、面粉5.70、高粱为6.24、花生为5.46、米为5.95、大豆及其制品为5.71、肉制品为6.25、大麦小米燕麦、裸麦为5.83、芝麻与向日葵为5.30。
    实验装置：

    所需试剂：
    1、消化液：硫酸
    2、催化剂：硫酸铜、硫酸钾
    3、碱溶液：40%氢氧化钠
    4、吸收液：2%硼酸
    5、混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
    6、标准滴定液：0.1mol/L盐酸标准溶液。