实验四 总氮量的测定——凯氏定氮法
实验4 总氮量的测定凯氏定氮法
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，
实验四总氮量的测定——凯氏定氮法
❖ 蛋白质是一类复杂的含氮化合物，其中每一种蛋白质都有恒 定的含氮量，一般大约为14-18%，平均为16%。由凯氏定 氮法测出含氮量，再乘以系数6.25（即每含氮1g，就表示该 物质含蛋白质6.25g）即为蛋白质量。
若测定的样品含氮部分是蛋白质，则有
样品克 的 /% 氮 总 A B 氮 0 .01 含 4 0 1% 0 0 量 0
C 10000
式中：A为滴定样品用去盐酸平均毫升数：B为滴定空白用去 盐酸平均毫升数；C为称量样品的克数；0.0100为盐酸的当量 浓度（实际上，此项应按实验中使用盐酸的实际浓度填写） ；14为氮的原子量；6.25为系数（1ml0.01N盐酸相当于 0.14mg氮）。
❖ 最好将三氯乙酸沉淀的蛋白质部分再去消化，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。
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蒸馏、吸收
❖取2～3个50ml的维形瓶，加入5ml左右2%硼酸-指示剂混 合液，用表面皿覆盖备用。准确吸取10mL样品处理液由小 漏斗流入反应室，并以10mL水洗涤小烧杯使之流入反应室 内，塞紧玻璃塞。从安全漏斗中慢慢加入10mL400g/L氢 氧化钠，溶液应呈蓝褐色。不要摇动，将定氮球连接好。 用直火加热蒸馏30min，将蒸馏装置出口离开液面继续蒸 馏1min，用蒸馏水淋洗尖端后停止蒸馏。
实验流程
样品消化 蒸馏吸收 滴定
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。
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。
凯氏定氮法
常量法 原理：
样品中含氮有机化合物经浓硫酸加消化，硫酸使有机物脱 水； 同时有机物炭化生成炭；
碳将硫酸氧化C成CO2自身还原为SO2 ；
2H2SO4+C=2SO2+2H2O+CO2
SO2使氮还原为氨，本身则氧化为SO3； 在反应过程中生成的氢，又加速氨的形成； 生成物中水和SO2逸去，氨与硫酸结合生硫酸铵留在溶液 中。 H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4
有关加入K2SO4 CuSO4说明：
(1)、K2SO4的作用：提高溶液沸点从而加快 有机物分解（较其他硫酸盐效果好） 原理： K2SO4+H2SO4=2KHSO4 2KHSO4=K2SO4+H2O+SO2
• 但加入过多硫酸钾会导致体系温度过高， 引起生成的（NH4)2SO4热解造成N损失。 • （NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4 • NH4HSO4=NH3+SO3+H2O
NH3+H2O
3、吸收与滴定
• 加热放出的氨用硼酸吸收，待吸收完后， 用盐酸标准液滴定
NH3 + H5BO3 NH4+ + H2BO3-
H2BO3- + H+
H3BO3
以上离子方程式说明:硼酸是弱酸，盐酸为强酸， 强酸制弱酸，且不影响指示剂显色结果
凯氏定氮法—原理小结
消化
• 2NH2+H2SO4+2H＝(NH4)2SO4 • （其中CuSO4做催化剂）
• • • • •
重要试剂的作用： 浓H2SO4：脱水、氧化 CuSO4溶液：催化剂（加速有机物氧化） 消化指示剂 K2SO4溶液：提高溶液沸点
（ ） 仪 器
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
（3）滴定过程
以0.01mol/L盐酸标准溶液滴定至灰色为终点 若呈粉红色，表明已超越滴定终点，可在已滴定 耗用的标准盐酸溶液用量中减去0.02mL，每组样品 的定氮终点颜色必须完全一致。空白对照液接受瓶 内的溶液颜色不变或略有变化尚未出现绿色，可以 不滴定。记录每次滴定耗用标准盐酸溶液毫升数， 供计算用。
（2）蒸馏，吸收过程
首先在蒸气发生器中加约2/3体积蒸馏水，加入数滴硫酸使 其保持酸性，以避免水中的氨被蒸出而影响结果，并放入少许 沸石以防爆沸。沿小玻杯壁加入蒸馏水约20mL让水经插管流入 反应室，但玻杯内的水不要放光，塞上棒状玻塞，保持水封， 防止漏气。蒸气发生后，立即关闭废液排放管上的开关，使蒸 气只能进入反应室，导致反应室内的水迅速沸腾，蒸出蒸气由 反应室上端口通过定氮球进入冷凝管冷却，在冷凝管下端放置 一个锥形瓶接收冷凝水。 从定氮球发烫开始计时，连续蒸煮5min，然后移开煤气灯。 冲洗完毕，夹紧蒸气发生器与收集器之间的连接橡胶管，由于 气体冷却压力降低，反应室内废液自动抽到反应室外壳中，打 开废液排出口夹子放出废液。如此清洗2～3次，再在冷凝管下 换放一个盛有硼酸-指示剂混合液的锥形瓶使冷凝管下口完全浸 没在溶液中，蒸馏1～2min，观察锥形瓶内的溶液是否变色。如 不变色，表示蒸馏装置内部已洗干净。移去锥形瓶，再蒸馏1～ 2min，用蒸馏水冲洗冷凝器下口，关闭煤气灯，仪器即可供测 样品使用。
凯氏定氮装置图
1.安全管 2.导管 3.汽水分离管 4.样品入口 5.塞子 6.冷凝管 7.吸收瓶 8.隔热液套 9.反应管 10.蒸汽发生瓶
凯氏定氮法包括四个过程：
海能K9860全自动凯氏定氮仪
（1）消化、 （2）蒸馏、 （3）吸收、 （液晶显示屏 4、微型打印机
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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。