实验4 总氮量的测定凯氏定氮法
实验四总氮量的测定-凯氏定氮法
目的和要求
❖ 1.学习凯氏定氮法的原理。 ❖ 2.掌握微量凯氏定氮法的操作技术，包括标
准梳酸铵含氮量的测定、未知样品的消化蒸 馏、滴定及其含氮量的计算等。
实验原理
❖ 天然有机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ〔如蛋白质、核酸及氨其酸等〕 的含氮量用凯氏定氮法来测定。
❖ 当天然含氮有机物与浓硫酸共热时，分解出 氮、二氧化碳及水。氮转变出的氨与硫酸化 合生成硫酸铵。分解反响进展得很慢，可参 加硫酸铜及硫酸钾或硫酸钠促进之，其中硫 酸铜为催化剂，硫酸钾或硫酸钠可提高消化 液的沸点。氧化剂过氧化氢也能加速反响。
95%乙醇溶液与1份2g/L甲基红乙醇溶液混合均匀 。
主要仪器：
➢如图，凯氏定氮蒸馏装置。 ➢50mL消化管 ➢50mL容量瓶 ➢分析天平 ➢电炉 ➢小玻璃珠 ➢3mL微量滴定管 ➢烘箱 ➢1000mL蒸馏烧瓶 ➢远红外消煮炉
实验流程
样品消化 蒸馏吸收 滴定
实验流程
样品消化
准确称取0.1g左右的枯燥面粉作为本实验的 样品。
准备4个50ml的凯氏烧瓶，并标号，向第1、 2号烧瓶内各参加样品0.1g，催化剂 〔K2SO4-CuSO4·5H2O〕200mg，消化液 5mL。注意加样品时应直接送入烧瓶底部， 切勿沾于瓶口及瓶颈上。向3、4号烧瓶参加 0.1ml蒸馏水和与1及2号瓶一样的催化剂和 浓硫酸，作为空白对照，测量试剂中可能含
❖ 最好将三氯乙酸沉淀的蛋白质局部再去消化，消化后测含氮 量，这个含氮量应相等于由总氮及非蛋白氮计算的蛋白氮量。 但操作麻烦一些。
❖ 消化时先以小火缓慢加热，待内容物完全炭化、泡沫消失后， 加大火力保持瓶内液体微沸，消化至溶液呈蓝绿色透明后， 再继续加热微沸0.5h，取下冷却，小心参加20mL水，移入 100mL容量瓶中，用少量水洗定氮瓶，并入容量瓶中，再加 水至刻度，混匀备用。同时做试剂空白试验。
凯氏定氮法
凯氏定氮法中文名称：凯氏定氮法英文名称：Kjeldahl determination定义：测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即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，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。
凯氏定氮法凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即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，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。
原理蛋白质是含氮的有机化合物。
食品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后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，蛋白质含量。
含氮量*6.25=蛋白含量.有机物中的胺根在强热和CuSO4，浓H2SO4作用下，硝化生成（NH4）2SO4凯氏定氮法反应式为：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+Na2SO42NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O3. 用已知浓度的H2SO4（或HCI）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试剂所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
实验四 总氮量的测定——凯氏定氮法
实验四总氮量的测定——凯氏定氮法总氮量是指样品中含有的所有氮化合物的总量，包括有机氮和无机氮。
在环境监测和水质分析中，总氮量是一个重要的指标。
目前，凯氏定氮法被广泛使用来测定样品中的总氮量。
凯氏定氮法是一种通过加热和蒸发溶液，使光反射度发生变化，从而测定样品中总氮量的方法。
该方法基于氮在氢氧化钠中的氧化反应，将氮转化为氧化亚氮（NO）和氨（NH3）。
然后将反应物加热使其蒸发，最终测定样品中的总氮量。
实验操作材料和试剂：1.废水样品2.凯氏试剂（含氢氧化钠、碳酸氢钠、氧化汞）3.硫酸4.乙醇5.去离子水仪器：1.分光光度计2.热板3.容量瓶4.移液管5.取样瓶实验步骤：1.取一个容量瓶，将10mL的废水样品加入其中。
2.取2mL的凯氏试剂加入容量瓶中，摇匀。
3.加入3mL的硫酸，摇匀。
4.放入沸水中蒸发30分钟，然后取出冷却。
5.加入去离子水使总体积为50mL，摇匀。
6.取出一定体积的样品溶液，转移到分光光度计比色皿中。
7.设置分光光度计波长为420nm，将比色皿放入分光光度计中，记录吸光度值。
8.重复以上步骤，记录多个样品的吸光度值。
9.根据标准曲线计算出各个样品中总氮的浓度。
注意事项：1.在操作过程中要注意安全，与废水样品接触时要佩戴手套和护目镜。
2.凯氏试剂含有氧化汞，有毒，要避免吸入，避免接触皮肤和眼睛。
3.在加硫酸时要慢慢倾倒，避免溅出并产生热量。
4.在蒸发样品时要注意防止样品溢出，可以在热板上放置样品瓶，使其稳定。
总结：凯氏定氮法是一种简便、快速、灵敏的测定样品中总氮量的方法。
对于环境监测和水质分析具有重要的应用价值。
在操作中要注意安全，严格遵循实验步骤。
测定结果可以用于水体污染情况的评估和水处理设计的参考。
凯氏定氮法
凯氏定氮法凯氏定氮法（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）]。
总氮量的测定——凯氏(Micro—Kjeldahl)定氮法
实验一总氮量的测定 ----- 凯氏（Micro — Kjeldahl）定氮法一、目的学习凯氏定氮法的原理和操作技术。
二、原理常用凯氏定氮法测定天然有机物（如蛋白质、核酸及氨基酸等）的含氮量。
含氮的有机物与浓硫酸共热时，其中的碳、氢2元素被氧化成二氧化碳和水，而氮则转变成氨，并进一步与硫酸作用生成硫酸铉。
此过程通常称为“消化”。
但是，这个反应进行得比较缓慢，通常需要加入硫酸钾或硫酸钠以提高反应液的沸点，并加入硫酸铜作为催化剂，以促进反应的进行。
甘氨酸的消化过程可表示如下：CH2NH2COOH+3H2SO4, —2CO2+3SO2 + 4H2O + NH32NH3+H2SO4 一（NH 4）2SO4浓碱可使消化液中的硫酸铉分解，游离出氨，借水蒸汽将产生的氨蒸僻到一定量、一定浓度的硼酸溶液中，硼酸吸收氨后使溶液中的氢离子浓度降低，然后用标准无机酸滴定，直至恢复溶液中原来的氢离子浓度为止，最后根据所用标准酸的摩尔数（相当于待测物中氨的摩尔数）计算出待测物中的总氮量。
三、试剂1、消化液（过氧化氢：浓硫酸：=3: 2: 1）200mL2、粉末硫酸钾一硫酸铜混合物16gK2S04与CuS04 • 5H201~2 3: 1配比研磨混合3、30%氢氧化钠溶液 1 000 mL4、 2 %硼酸溶液5、标准盐酸溶液（约0. 01 mol/L）6、混合指示剂（田氏指示剂）由50mL0. 1%甲烯蓝乙醇溶液与200mL0. 1%甲基红l醇溶液混合配成，贮于棕色瓶中备用。
这种指示剂酸性时为紫红色，碱性时为绿色。
变色范围很窄且灵敏。
7、市售标准面粉和富强粉①各2g 四、操作方法1、凯氏定氮仪的构造和安装凯氏定氮仪由蒸汽发生器、反应管及冷凝器3部分组成蒸汽发生器包括电炉及一个1-2L （升）容积的烧瓶。
蒸汽发生器借橡皮管与反应管相连, 反应管上端有一个玻璃杯，其上端通过反应室外层与蒸汽发生器相连，下端靠近反应室的底部。
反应室外层下端有一开口，上有一皮管夹，由此可放出冷凝水及反应废液。
海能仪器复合肥料中的总氮含量的测定(凯氏定氮法)
海能仪器：复合肥料中的总氮含量的测定（凯氏定氮法）凯氏定氮仪具有高精度颜色传感器判断终点，智能化程序控制，可自动完成加水稀释、加酸、加碱、蒸馏、滴定、滴定杯自动排液清洗、消化管排空、结果计算和输出打印结果，全程无需人为干预，数据准确可靠等优点。
整个过程只需5min,而传统的全氮蒸馏法和半微量蒸馏法需要20min甚至更长的时间。
因此凯氏定氮仪在食品、化工、农牧业、医药卫生等领域的蛋白质含量测定方面有着巨大的优势和应用前景。
消化技术是制约全自动凯氏定氮仪发展的一个瓶颈技术。
由于在复合肥料中含有硝态氮、铵态氮、有机态氮、尿素态氮、氰氨态氮等多种形态的氮，所以复合肥料中总氮的消化过程相对于单一形态氮较复杂，有必要总结出一套适合全自动凯式定氮仪并且易操作、准确、快速的消化方法。
本研究结合现行化肥定氮国标方法和其他消化手册，改进了消化方法，一定程度上克服了全自动凯氏定氮仪的瓶颈，使得利用全自动凯式定氮仪测定复合肥料中的总氮含量更加快速、准确、易操作。
1材料与方法1.1消化原理将复合肥料中的硝酸盐在催化剂定氮合金的作用下加入浓盐酸还原成铵盐，用浓硫酸进行消化，将有机态氮或尿素态氮和氰氨态氮转化为硫酸铵。
1.2试剂试剂均为二次蒸馏水；定氮合金（Cu、Al和Zn的含量分别为50%、45%和5%）及其他标定和使用的试剂同GB/T8572。
1.3仪器全自动凯氏定氮仪；消化系统。
1.4实验方法称取复合肥料样品0.1g-0.2g于消化管中，加入15ml蒸馏水摇动使试样溶解，再加入1.0g定氮合金，7ml浓盐酸，置于石墨消解仪上，加热至150℃左右，反应20min，取下蒸馏管于消化管架上冷却到室温。
再加入10ml浓硫酸，把消化管置于石墨消解仪上缓慢升温至420℃消化，待蒸馏管中澄清透亮并且有小股硫酸白烟冒起，后取下消化管和消化管架于通风橱内冷却至室温。
再加10-20ml 蒸馏水于蒸馏管中于100℃继续消化，待蒸馏管中溶液呈明亮透明蓝色溶液时取下蒸馏管冷却至室温，上全自动凯氏定氮仪进行蒸馏。
总氮量的测定凯氏定氮法实验报告
总氮量的测定凯氏定氮法实验报告《凯氏定氮法测定总氮量实验报告》一、引言总氮是指在样品中以无机氮和有机氮的形式存在的氮元素总量。
凯氏定氮法是一种常用的测定总氮量的方法，其原理是将样品中的有机氮转化为氨，并以氨的形式与硫酸亚铁反应生成氨铁配合物，再用硫酸亚铁标准溶液滴定至终点，从而计算出样品中的总氮含量。
本实验旨在通过凯氏定氮法测定样品中的总氮量，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验方法1. 样品准备：将待测样品称取适量，经过研磨和筛分后得到均匀的样品粉末。
2. 样品消解：将样品粉末放入消化瓶中，加入适量的硫酸和过氧化钾，进行样品的消解反应。
3. 凯氏反应：将消解后的样品转移至凯氏管中，加入蒸馏水稀释，然后依次加入碱性硼酸和硫酸亚铁溶液进行凯氏反应。
4. 滴定终点：用硫酸亚铁标准溶液滴定至溶液由黄色转变为淡绿色，记录所需的滴定体积。
5. 对照实验：进行空白对照实验，重复以上步骤，但不加入样品，用以校正滴定体积。
三、结果与分析根据实验操作，得到了样品的滴定体积V和对照实验的滴定体积V0，计算出样品中总氮含量的浓度公式如下：总氮浓度（mg/L）= （V-V0）×C/样品体积其中，C为硫酸亚铁标准溶液的浓度，单位为mol/L。
根据实验数据计算得到样品的总氮浓度为X mg/L。
需要注意的是，由于样品的不同性质和不同来源，其总氮浓度可能会有较大的差异。
因此，在结果分析中应对样品的来源和性质进行综合考虑，避免结果的片面性。
四、误差分析在实验过程中，可能会存在一些误差，主要包括以下几个方面：1. 滴定终点的判断误差：滴定终点的判断需要较高的观察力和经验，不同实验人员的判断可能会有差异，从而导致滴定体积的误差。
2. 样品的不完全消解：样品的消解过程中，可能会存在未完全消解的情况，导致样品中总氮的含量被低估。
3. 实验仪器的误差：实验仪器的精确度和灵敏度也会对实验结果产生一定的影响，因此在实验中应严格控制仪器的使用和操作条件。
凯氏定氮法测定食品中氮含量
凯氏定氮法测定食品中氮含量摘要: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,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。
关键词:1.实验部分：1.1实验仪器及样品1.1.1 材料与试剂浓H2SO4、K2SO4、CuSO4·5H2O、NaOH、HCl、H3PO4、硼酸溶液（20g/L）30%氢氧化钠(分析纯)溶液；甲基红、乙醇、溴甲酚绿、定量滤纸等。
40 %NaOH 溶液：40 g NaOH 溶于100 mL水中；0.05 mol/LHCl标准液：4.2 mL HCl 溶于1000 mL 水中，碳酸钠法标定盐酸；2 % H3BO3溶液：H3BO3 2 mL 溶于100 mL 水中；硫酸钾-硫酸铜混合物：硫酸钾与硫酸铜以3:1 (W/W)配比混合研磨成粉末加速剂：K2SO4 150 g ，CuSO4·5H2O 10 g 仔细混匀研磨。
甲基红—溴甲酚绿混合指示剂：甲基红溶于乙醇配成0.1 % 乙醇溶液，溴甲酚绿溶于乙醇配成0.5 % 乙醇溶液，两种溶液等体积混合，阴凉处保存（保存期三个月以内）。
混合指示剂：0.1%甲烯蓝乙醇溶液50ml与0.1%甲基红乙醇溶液200ml 混合配成(贮于棕色瓶备用，这种指示剂酸性时为紫色，碱性时为绿色，变色范围窄且灵敏)硼酸-指示剂混合液： 2%硼酸溶液100ml，滴加混合指示剂贮备液，摇匀后溶液呈现紫红色即可(约加1ml左右混合指示剂)。
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V0: 空白实验消耗盐酸标准液的体积（mL）
N: 盐酸标准溶液浓度（mol/L） A: 固定值(6.25) 0.014:每毫克当量氮的克数 W: 试样的重量g
4
思考题
总氮测定时，消化至关重要，样品消化 时注意事项有哪些？
消化炉
消化管
3.2
蒸馏
将试样消化液冷却，加入50mL蒸馏水，摇匀，冷却，
并加入40%NaOH溶液50ml。
在250mL三角接收瓶中加入25mL 2%的H3BO3和2滴
混合指示剂，将该瓶套在蒸馏器的接收管上，并且让管口 浸没在H3BO3溶液中。 扳动蒸馏托盘架把准备好的消化管固定在托盘架上， 按蒸汽键蒸馏6-7min，待接收瓶液面高于150ml时将接
2.2
主要设备
粉碎机，研钵，分样筛，分析天平，消化炉，滴定管， 容量瓶，智能开启式定氮仪，三角瓶。
2.3
材料:黄豆粉
3 实验方法
3.1 消化
称0.5黄豆粉样品于消化管中，加入6.4g[硫酸钾:硫酸铜
=3:1（W/W）]混合的催化剂，与试样混合均匀，再加入
12mL硫酸，置于消化炉上加热,开始小火5min，待样品焦 化，泡沫消失后，再加强火力(360-410℃)直至呈透明的蓝 绿色，然后再继续加热,至少2 h。
实验四 总氮量的测定
凯氏定氮法
实验类型：基础验证型
实验学时：4学时
实验目的
理解与掌握凯氏定氮法测定氮含量的原理，掌 握样品消化、蒸馏、吸收和滴定的正确操作方法，智 能开启式定氮仪的原理和使用方法 。
1 原理
有机物与浓硫酸共热，有机氮转变为无机氮（氨），
氨与硫酸作用生成硫酸氨，硫酸氨与强碱作用释放出氨，
收瓶下移，使接收瓶离开液面，继续蒸馏30s，取下接
收瓶滴定。
定氮仪
碱 泵 水 泵 进 水 排 水 出 水
3.3
滴定 用0.1mol/L的盐酸滴定接收瓶内的溶液，滴
至溶液由蓝色变成微红色时为止，记下消耗的
盐酸的毫升数。
3.4
计算
•
(V V0 ) N 0.014 100 A 蛋白质的含量(%)= W
借蒸汽将氨蒸至酸液中，根据此过量酸液被中和的程度， 即可计算出样品的含氮量。
用反应式表示如下：
(1) 消化 (2) 蒸馏 (3) 吸收: (4) 滴定:
蛋白质 + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + 4H3BO3
(NH4)2SO4 + CO2↑+ SO2↑ + H2O 2NH3↑+ Na2SO4 + 2H2O (NH4)2B4O7 + 5H2O 2NH4Cl + 4H3BO3
(NH4)2B4O7 + 2HCl + 5H2O
2 试剂、材料与设备
2.1 主要试剂 • 浓硫酸（A.R.）;
• 硫酸钾：硫酸铜=3:1（WБайду номын сангаасW）混匀研成粉末;
• 40%NaOH溶液：40gNaOH溶于蒸馏水，释至100mL;
• 2%硼酸溶液：2g硼酸溶于蒸馏水，释至100mL;
• 混合指试剂：0.1%甲基红乙醇溶液和0.5%溴甲酚绿乙醇溶 液,两溶液等体积混合; • 0.1mol/L标准HCl溶液：8.3mLHCl定溶至1000mL。