应用简报AN300使用批量消化和蒸馏装置进行凯氏定氮分析

应用简报AN300使用批量消化和蒸馏装置进行凯氏定氮分析 应用简报AN300 使用批量消化和蒸馏装置进行凯氏定氮分析 下文是使用特卡托公司基尔特克()系统装置进行凯氏定氮分析的凯氏分析的一KJELTEC 般性指导。所叙述的分析过程适用于常规实验分析的各类样品，因为凯氏定氮是一种普遍使用的常规分析方法，所以分析过程中没有考虑对特殊样品的适用性，这类资料可以在特卡托应用简报和样品特殊分析方法文献中找到。特卡托提供了从手动到全自动分析的全套 )系统装置。本文没有对各具体的仪器装置作说明，这类资料可以在各套装置的KJELTEC 使用说明书中和具体的分析方法文献中找到。 一、样品制备 用于凯氏定氮分析的样品应该认真制备以免造成实验结果误差。如何获得有代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 性的样本的方法--在很多文献早有叙述并可因种类或生产类型有所不同，本文不可能概括所有的取样方法。 从产品的实验室样品中获得分析式样要进行一种或多种样品处理。例如:振荡、搅拌、研磨、等格缩分、四分法采样等、或是用机械处理如粉碎、混合、匀浆或磨碎。根据样品不同(混和料、复合料或单一料)使用不同的处理方法。样品一般可分为:固体、半固体或糊状、液体。 固体样品 固体样品一般用粉碎的方法处理。可以使用简单的咖啡磨碎机或实验室用磨。具体处理方法的选用不是绝对的，但是处理方法的合理配套是获得理想实验结果的重要条件，特别是当据据一系列实验条件选定了分析的方法时更是如此。例如:用旋风磨磨出的很细的样品颗粒将增加消化效率，如果与用咖啡磨碎机处理的同一样品在同一条件下分析结果相比较，因为消化不彻底，其实验结果与用旋风磨处理的样品没有可比性。 半固体和糊状样品 此类样品分类界限很难掌握，根据具体的样品类型可用匀浆、液化或球磨的方法处理以获得适当的用于分析的样品。很多情况下，简单的研磨和捣杵就可以了。 和所有的样品制备一样，为了达到合乎要求的样品均匀度，两种或多种处理并用是必要的。 液体样品 液体样品分为两种基本形式:即只含有可溶性物质的液体如自来水和含有颗粒的液体或悬浊液如牛奶。前者不需要震荡或搅拌就可直接取样，而后者则要根据是想分析全部悬浊液还是液体的某一部分进行不同的样品处理。例如:牛奶可分为含有悬浊固体颗粒的水相和脂肪相(即浮在液面上的奶油)。通常是对全奶进行分析，这就需要均质。许多液体样品可能含有不需分析的沉淀物或者需要分别分析沉淀物和液体部分，这时要对分析样品过滤或沉淀，然后对滤出物或上清液进行分析。 只有在分析前做好样品制备工作，才能减少各种样品的实验误差。 1 二、样品称重 凯氏定氮分析样品要使用精确度为毫克的分析天平准确称取并全部移入消化管。所需样0.1 品量依样品含氮量和均匀度而定。一般说来，样品量越少，消化越快，样品量的确定大致如下: 均匀的样品(不含水),克 0.11.0 不均匀的样品?,克 1.03.0 液体样品(视含量而定),毫升 N 1.0100 2 当样品的均匀度不是主要限制因素时，样品量的确定与样品含氮量有关。分析样品的理想含氮量应为,毫克氮。所需样品的大概重量可按下式计算:10100 最小样品量(毫克) =1000 X :大概估计的氮含量 X% 液体样本可用重量或体积来取样。用体积计算时，实验结果常以来表示，例如:W/VmgNN或因为这时结果如以来表示，实验结果会因液体样品比重不同而相2/100ml g2/L, W/W 差甚远。 三、消化 消化过程中，样品中的氮或蛋白质转化为硫酸铵，反应式如下: 蛋白质 + HSO KSO (NH)SO224---------> 44 42 催化剂 基尔特克消化装置通过控制消化条件，避免了因酸的大量流失而导致的氮损失，因此其使用的酸量比经典方法建议的酸量少。经典方法建议使用,毫升硫酸，而用基尔特克毫2530250升消化管仅用,毫升，毫升半微量消化管仅用毫升就够了。10151002-5 盐类 因为在浓硫酸沸点温度下不能分解样品中所有的化合物，所以有必要添加一种盐类来提高消化沸点，通常使用的盐类是硫酸钾。特卡托用这种盐和催化剂一起制成基尔特克催化片()以供使用。KJELTABS 某些样品因为消化液沸点不够高造成消化分解时间过长，这时有必要多加一片基尔特克催化片，以改变盐和酸的比例。分析高脂或高碳水化合物的样品，消化时有可能发生结晶，遇到这种情况要在消化开始时多添加毫升酸。2-3 注意: 消化过程中发生的结晶现象会引起氮的损失。 过氧化氢 2 过氧化氢被广泛地用于世界各地的凯氏定氮分析实验室，过氧化氢有两个作用。 作为氧化剂加速有机物的分解1. 作为抗泡沫剂控制各种样品消化过程中的起泡现象2. 当硫酸存在的情况下，加入过氧化氢会引起剧烈反应，会使氮以气体的形式损失。在许多情况下，添加过氧化氢并不能明显地缩短消化时间。可以肯定的是当样品含脂较高或含碳水化合物高时，添加过氧化氢有利于抑制泡沫形成。如果需要使用过氧化氢时，应沿消化管壁缓缓倒入,毫升的过氧化氢。通常只有在对消化有明显促进作用时才有必要加过氧化氢。如5 果仅是为了除泡，最好使用,滴辛醇或相应的除泡乳化剂代用。 13 催化剂和消化时间 蛋白质含量百分比 分钟 汞 硒 铜 钛 狗食:10 - - - - 20 25.6,0.10 25.1,0.10 24.8,0.19 25.0,0.17 30 25.6,0.14 25.4,0.15 25.2,0.22 25.3,0.27 45 25.7,0.13 25.4,0.16 25.4,0.11 25.5,0.25 60 25.7,0.07 25.6,0.11 25.5,0.12 25.6,0.22 肉类:10 - - - - 20 18.0,0.26 17.7,0.33 17.4,0.23 17.2,1.07 30 18.0,0.15 17.7,0.27 17.8,0.22 17.9,0.37 45 18.0,0.13 17.9,0.17 17.8,0.24 18.0,0.32 60 18.2,0.09 17.9,0.24 18.1,0.23 18.0,0.06 鱼粉:10 69.1,1.62 65.0,0.75 64.7,1.21 64.8,1.15 20 72.4,0.22 70.1,0.66 72.6,2.83 69.5,0.54 30 73.0,0.31 71.0,0.23 70.6,0.74 70.4,0.34 45 72.7,0.14 71.7,0.19 71.4,0.39 72.3,0.43 60 72.7,0.28 72.2,0.15 72.3,0.21 72.3,0.45 小麦:10 11.4,0.31 11.2,0.24 11.0,0.19 11.0,0.29 20 11.7,0.06 11.6,0.07 11.6,0.06 11.0,0.03 30 11.7,0.07 11.6,0.04 11.6,0.05 11.7,0.06 45 11.7,0.07 11.6,0.04 11.6,0.05 11.7,0.06 60 11.7,0.05 11.7,0.07 11.7,0.04 11.7,0.05 盐酸 10 - - - - 赖氨 20 14.8,0.18 13.0,1.00 12.6,0.60 12.5,0.32 酸 30 15.3,0.12 13.3,0.72 13.0,0.19 12.9,0.48 45 15.3,0.16 13.9,0.56 13.4,0.56 13.7,0.32 60 15.3,0.09 14.2,0.27 13.8,0.27 14.2,0.55 表1 括号中的数字为分析重复数字 3 上表分析结果明显地表明了汞是最好的催化剂，根据表的结果，一般食品消化分钟就够130了。用其它的催化剂则需要相对较长的时间。在特殊的情况下，例如在进行谷物消化时，如果需要百分之百的回收率，可以考虑用铜、钛或硒来加速消化过程。但这是不常见的，在实际分析过程中，用适当的时间得到接近的回收率就足够了。100% 如表所示，一般说来，消化时间过短，可造成消化不完全，有降低重复性的趋势，原因之1 一似乎是盐酸比的变化引起了消化速度的变化。 消化器工作时电压的影响 电压决定了消化器达到预定温度时所需的时间。一组加好样品和试剂的冷消化管插入消化器后，使消化器回升到原来工作温度所需的时间也受电压的影响。 这些因素对完成消化所需的时间有很大的影响，尤其是当选用较短的消化时间时应重视电压的作用。如没有另加说明，特卡托应用手册中建议的消化时间是在伏电压条件下做出220的。 涤气系统 为了能排除消化时产生的和废气，需要使用涤气集气罩。除了排废气外，这样做也SOSO23 是为了防止酸的过多流失。 将样品消化管放在消化器里，盖上涤气集气罩，在消化开始头分钟，水抽气泵的水龙头一5 定要全开，以排出涤气系统中的水分，分钟后控制水流量以防酸的流失。5 热力罩 消化架的两侧挡板打开时，冷空气将在消化管之间流通，起冷却作用。这将使冷凝点降低，粘在消化管较高处的样品将不能被冲到消化管底部，样品不能全部分解。为了保证正确的酸回流，热力罩必须要安放好。 由于消化管被冷却(热力罩没安好)冷凝位置正确(热力罩安好了) A B 冷凝位置低 四.蒸馏 因为消化后样品中所有的氮将形成硫酸铵，所以硫酸铵可以作为检验蒸馏器回收率的一种标 +准试剂。具体检验方法将在下面阐述。蒸馏的原理是用氢氧化钠将转化为氨，然后将 NH 4 氨蒸馏到一个含有硼酸的接受瓶中，再用标定好的酸滴定。 蒸馏器回收率的化学检验 用的()1. 99.9%NHSO 244 摩尔重量克摩尔 =132.01/ (NH)SO244的含氮量=21.20% 称取0.15克的 (NH)SO24放入消化管，加入75毫升的蒸馏水和50毫升40%4 的NaOH，然后蒸馏。 氮空白值) % = (ml - mlx N x 1.401 样品克重 4 滴定标准液当量浓度，精确至小数点后第四位 N = 回收率实际含氮 % = % X 100 21.20 用硫酸铁二铵()2. NHFe(SO) X 6HO 42422 摩尔重量克摩尔 = 392.14/ 硫酸铁二铵含氮量 = 7.145% 称取克硫酸铁二铵放入消化管，再加毫升蒸馏水和毫升 0.5755040%NaOH 氮空白值) % = (ml - mlx N x 1.401 样品克重 滴定标准液当量浓度，精确到小数点后第四位 N= 回收率实际含氮 % = % X 100 7.145 注意: 作为一个完全的化学检验，这些盐类的消化方法和样品一样。 还请注意，大多数常用的的浓度为等于回收率下降。 (NH)SO99.5%, 0.4% 24 五. 凯氏定氮分析中标准滴定液的重要性 为了获得准确的氮/蛋白质分析结果，必须要保证盐酸的浓度符合操作者的要求，因此有必要按照下述方法用碳酸钠做校正液滴定盐酸，否则不准确的盐酸标准液浓度会引起实验误差。 碳酸钠校正液的配制a) 称取约克无水碳酸钠(研成细粉，在?一小时或?二小时的条 10NaCO),26520023 件下烘干，在干燥器中冷却后移入烧瓶，盖紧，在干燥器中存放。 )指示剂 b 将克甲基红溶于毫升乙醇中 0.1100 过程 c) 用分析天平称取约克 0.4 NaCO，记取重量()，移入锥形瓶，加毫升蒸馏23W140水，再加滴指示剂，用盐酸标准液滴至粉红色，记下所用盐酸毫升数(，将椎形瓶中10A1)的溶液煮沸几分钟，再用自来水冲凉至室温，此时粉红色褪去，继续使用盐酸滴定至粉红色复现，记下滴定毫升数()。A2 )计算 d 摩尔浓度 = 18.868 x W1 A1 + A2 注:此检验法的变色可能不容易观察到，因此可使用计或混合指示剂(如 PH 克甲基红和克溴甲酚绿溶于毫升乙醇)代替上述指示剂，可使变色易为观察。0.10.1100 5 氢氧化钠使用量 蒸馏时要用过量的将铵转化为氨，在特卡托应用须知里要求使用毫升的NaOH5040% ，这是以消化用硫酸使用量为毫升确定的。NaOH12 氢氧化钠溶液 应为克升，溶液浓度不要超过，否则会形成结晶影响泵的功能，市售溶400NaOH/40% 液一般为，如果你只能买到浓度高于的溶液，须稀释后再用。50%40% 大体上可这样计算:酸量溶液需要量 x 4 = 40%NaOH 例如，消化时使用毫升浓硫酸，溶液用量为毫升2040%NaOH20 x 4 = 8040%NaOH 当使用时，汞必须同硫代硫酸钠络合，可以直接将其加入碱液，比例为克升。 HgO60/ 有一点非常重要，碱液必须过量，否则将形成硫化氢()，硫化氢是一种强酸性气 HS2 体，会使指示剂变红，这样不能得到任何实验结果。 硼酸接受液 和自动滴定分析仪使用含溴甲酚绿和甲基红指示剂的的硼酸溶液，手动滴 230010351%定分析仪使用含溴甲酚绿和甲基红的硼酸溶液。4% 制备 将克硼酸溶于升蒸馏水配成硼酸溶液。 a) 100101% 将克硼酸溶于升蒸馏水配成硼酸溶液。 400104% 添加毫升溴甲酚绿溶液(毫克溴甲酚绿溶于毫升乙醇)。 b) 100100100 添加毫升甲基红溶液(毫克溶于毫升乙醇)。 c) 70100100 添加毫升摩尔()氢氧化钠溶液(为得到正的空白值)。 d) 314% 用毫升硼酸溶液进行下列方法检验:25 滴定一个空白值，如果空白值过高(毫升摩尔的盐酸)，说明硼酸配的不正确，这会0.50.2 造成空白值不规律。空白值过高可用下列方法纠正:向硼酸桶中直接加入盐酸，仔细混均，重新测定空白值，直至其数值,毫升盐酸为至。如果得不到正的空白值，继续添加少量0.21摩尔的氢氧化钠，重新滴定直至获得满意的结果为止。 一般应用概论: 下文阐述了凯氏定氮法的过程，凯氏定氮法可以成功地应用较广范围的样品，当然，可以选择实验步骤以适应具体实验室和样品类型的需要。 制备有代表性的样品，称克(精确至毫克)样品放入消化管。注意:使用 1. 10.1 分析仪时称量值可输入仪器电脑，自动进行结果计算。2400/2300 添加两片基尔特克催化片(相当于克和克)。 2. Cu3.57KSO0.8CuSO5HO 244 2 仔细添加毫升浓硫酸，慢慢地摇动，将样品用酸浸湿。注意:对含脂高或含碳水化合 3. 12 物多的样品要用毫升硫酸。15 将涤气装置接在支架中的消化管上，将水抽气泵水龙头全开。 4. 将装上涤气装置的消化管连支架放入预热好的消化器(?)。 5. 420 分钟后调小抽气泵水流使酸烟恰好吸入涤气罩头。 6. 5 继续消化直至全部样品变为透明的蓝绿色澄清液体，根据样品种类，消化时间大约在 7. 分钟之间。30-60 消化完毕后，将装有涤气装置的消化管连支架一起从消化器中取出，冷却分钟， 8. 15-20可用风扇以加快冷却速度。 6 在每个消化管中仔细加入毫升蒸馏水。注意:如果使用基尔特克， 9. 752200/2300/2400 蒸馏循环开始时蒸馏水自动加入。 将毫升接受液加入锥形瓶，放入蒸馏器，升起持瓶台，使馏出液出口浸入接受液。 10. 25 注意:可选自动加入接受液，使用基尔特克时此过程为自动操作。22002300/1035 将消化管放入蒸馏器，关上安全门。注意:使用基尔特克，或，如果 11. 220023001035选用了自动程序，将自动添加蒸馏水。 将毫升加入消化管。 12. 5035-40%NOH a 使用基尔特克时，蒸汽阀和蒸馏循环自动控制。 13. 2100/2200/2300/2400 约的蒸馏时间过后，将基尔特克接受瓶持瓶台下降，基尔特克的这个过 14. 90%10022200程是自动的。注意:基尔特克和的蒸馏、滴定和计算全部自动进行。23002400 使用基尔特克时，蒸馏循环结束时要将阀门关闭。注意:基尔特克 15. 1002 的阀门自动控制。2100/2200/2300/1035 此条只对基尔特克有用:接受瓶中的溶液这时呈绿色，表示有硷一氨 16. 1002/2100/2200 存在。 用标准盐酸溶液(通常为或滴定馏出液至兰灰色为滴定终点，记下耗用盐 17. 0.1N0.2N)/ 酸的毫升数。 空白实验 每次分析之前，应该做分析所用化学试剂的空白实验以补偿化学试剂对实验的影响，空 白值的测定应与样品测定一样才有意义。例如在凯氏分析中，装有毫升浓硫酸和片基尔122特克催化片的消化管与样品一起消化，后面的其他处理也与样品一样直至得到空白Cu3.5 值。 结果计算: 报告凯氏定氮分析结果的最常用形式为氮、蛋白质、毫克升()、 % % N/PPM2 克升和毫克毫升。计算如下: N/N/10022 氮( % T-B) x N x 14.007 x100 样品毫克数 蛋白质% N% x F 2 毫克升N2/ (T-B) x N x 14.007 x 1000 样品毫升数 克升 N/ (T-B) x N x 14.007 2 样品毫升数 毫克毫升( N/100 T-B) x N x 14.007 x100 2 样品毫升数 样品滴定耗用盐酸量 T = 空白实验耗用盐酸量 B = 盐酸摩尔数或当量数，精确到小数点后四位 N = 7 氮转换为蛋白质的转换系数，根据样品种类不同分别为、、 F = 6.255.76.38. ISOISO9001 CERTIFIED 特卡托北京办事处备有各种应用简报，欢迎您来信索取～ ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ 福斯中国北京代表处:Foss Tecator head office: 北京海淀白石桥路号Foss Tecator AB 11 北京理工科技大厦室Box 70 1105 电话:S-263 21 Hoganas SWEDEN +10 68467239/40/48 传真:Tel:+46 42 361500 +10 68467241 邮政编码 Fax:+46 42 340349 : 100081 8