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。
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）]。
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
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，再以标准酸滴定，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。
蛋白质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 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。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液：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。
2.6 30%氢氧化钠溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。
仪器安全管导管汽水分离管样品入口塞子冷凝管吸收瓶隔热液套反应管蒸汽发生瓶操作1、样品处理：精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品（约相当氮30-40mg），移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜，6g硫酸钾及20毫升硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上，小火加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5小时。
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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左右的干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号烧瓶内各加 入样品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号烧瓶加入0.1ml蒸馏水和与1及2号瓶 相同的催化剂和浓硫酸，作为空白对照，测量试剂中可能含 有的微量含氮物质，以对样品进行校正。
❖ “空白”滴定值包括水及氢氧化钠溶液中含有的微量的氨。 因些，水质对“空白”滴定值的影响甚大。“消化样品”最 后用“消化空白”进行校正计算，“不消化的样品”最后用 “不消化的空白”进行校正计算。而且，在实验中，稀释样 品的水与“空白”的水应当取自于同一瓶中。
❖ 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6.25ห้องสมุดไป่ตู้）即为蛋白质量。
❖ 若样品中除有蛋白质外，尚有其他含氮物质，则样品蛋白质 含量的测定要复杂一些。首先，需向样品中加氯乙酸，使其 最终浓度为5%，然后测验定未加三氯乙酸的样品及加入三 氯乙酸后样品的上清液中的含量氮量，得出非蛋白氮量及总 氮量，从而计算出蛋白氮，再进一步折算出蛋白质含量。
蛋白氮=总氮-非蛋白氮 蛋白质含量（克/%）=蛋白氮×6.25
❖ 测定时常用硼酸溶液收集氨，氨与溶液中的 氢离子结全，生成铵离子，使溶液中氢离子 浓离降低。然后再用强酸滴定，直至恢复溶 液中原来氢离子浓度为止。所用的强酸的当 量数即相当于被测样品中氨的当量数。
❖ 本法适用的范围为0.2-1.0mg氮。相对误差应 小于±2%。
试剂
❖ ①浓硫酸
❖ ②硫酸铜
❖待样品和空白消化液均蒸馏完毕后，同时进行滴定。
滴定
❖ 全部蒸馏完毕后，用0.0100N标准盐酸溶液滴定各 锥形瓶中收集的氨量，直至硼酸-指示剂混合液由绿 色变回淡紫色，即为滴定终点。
结果计算
（ ） 样品的 克 /% 总 氮 A B 氮 0 .01 含 1 0 1 4% 0 0 量 C 10000
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）。
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。
❖ 小心摇匀后，按图安装消化装置，置于电炉上，在通风橱内 加热消化。
❖ 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，小心加入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。
注意：
❖ 蒸馏时实验室中切忌有碱性雾气（如氨），否则将严重地影 响实验结果的准确度。
❖ 若反应室内液体太多，超过1/2，又不易排出时，只能拆开 仪器倒出贮液。但是一般尽量避免发生此种情况。折卸时应 特别小心，防止损坏仪器。拆卸仪器应首先放松用来固定冷 凝管的万能夹，然后小心地将冷凝管向下错开，待反应室外 壳与冷凝管分开后，再移动反应室。
❖ 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。
再见
❖ ③硫酸钾
❖ ④氢氧化钠溶液：400g/L ❖ ⑤硼酸吸收液：40g/L，称取20g硼酸溶解于
500mL热水中，摇匀备用。 ❖ ⑥ HCl标准溶液：0.1000mol/L。 ❖ ⑦甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：5份2g/L溴甲酚绿
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