Ваша корзина пуста
Руководство по эксплуатации комплекс по определению массовой доли азота по Кьельдалю и определению массовой доли белка
Аналитические методы
Определение содержания белка в молоке методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в мясе и мясных продуктах методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в зерновых и пищевых продуктах методом Кьельдаля.
Определение летучих кислот в томатной пасте.
Определение содержания летучих кислот в винах.
Определение содержания белка в кормах для скота методом Кьельдаля.
Определение содержания общего азота в почве методом Кьельдаля.
Определение содержания общего азота в воде методом Кьельдаля.
Определение содержания нитратного азота в воде путем перевода его в аммиак.
Выделение аммиака из примесей, растворимых в воде.
Определение общего азота активного ила при очистке сточной воды на предприятиях.
Выделение фенола сточных вод.
Определение азота мочевины в пищевых продуктах и кормах.
Определение остаточной уреазной активности соевых бобов.
Контроль анаэробного брожения по определению летучих кислот в активном иле.
Метод определения содержания белка в пиве.
Определение содержания спирта в винах, сусле и спиртах методом паровой дистилляции и денситометрии (стандартная методика ЕЕС).
Выделение синильной кислоты (цианида водорода) из сточных вод.
Определение органического азота в бумаге.
Определение общего азота в сырой нефти, смазках и топливах методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в соевых бобах методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в грибах методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в ячменном солоде методом Кьельдаля.
Определение содержания азота мочи методом Кьельдаля.
Определение содержания белка в резине методом Кьельдаля.
Определение содержания аммиачного азота в органических удобрениях методом Кьельдаля.
1 Введение
1.1 Назначение
Паровая дистилляция – отделение компонентов от смесей или растворов после смещения ионного равновесия путем добавления кислот или щелочей, как например, в известном методе Кьельдаля для определения общего содержания азота. Благодаря высокой точности и воспроизводимости метод Кьельдаля является в настоящее время самым популярным официальным методом определения содержания азота и белка в пищевых продуктах и кормах.
Поскольку этот метод используется давно, он постоянно улучшается с точки зрения потребляемой энергии, требуемого места, а также веса контрольных образцов.
Блок озоления предназначен для «мокрого» разрушения «минерализации» жидких или твердых образцов. Обычный объем образца 15 мл или 5 г. Продолжительность процесса минерализации зависит от природы образца и используемого метода. Рабочие условия в комплексе полностью воспроизводимы и безопасны, позволяют обходится минимальным количеством реактивов и рабочего объема.
1.2 Комплект поставки
- блок озоления со скруббером - 1 шт;
- пробирки d 45 мм х 300 мм - 5 шт;
- трубка для отвода паров - 3 шт.
- дистиллятор - 1 шт
- коническая колба Эрленмейера , 250 мл
для сбора дистиллята - 1 шт
- трубки для подвода водопроводной воды – 1 шт
- трубки для реактивов – 2 шт
- трубки для сброса - 2 шт.
- *титровальная установка
- магнитная мешалка – 1 шт
- штатив – 1 шт
- бюретка – 1 шт
* - по дополнительному соглашению.
1.3 Описание комплекса
I. Блок озоления
Блок озоления, в дальнейшем печь, снабжена числовым дисплеем, датчиком контроля температуры и инфракрасным нагревателем. Возможность проведения озоления параллельно пяти образцов. Время и температурный режим работы печи устанавливаются пользователем. Рабочая температура 450ºС позволяет значительно сократить время озоления, относительная погрешность ±1% , время озоления образца для молочных продуктов 4 – 5 часов.
1.3 Описание комплекса
I. Блок озоления
Блок озоления, в дальнейшем печь, снабжена числовым дисплеем, датчиком контроля температуры и инфракрасным нагревателем. Возможность проведения озоления параллельно пяти образцов. Время и температурный режим работы печи устанавливаются пользователем. Рабочая температура 450ºС позволяет значительно сократить время озоления, относительная погрешность ±1% , время озоления образца для молочных продуктов 4 – 5 часов.
Рис. 1
Модуль с нагревательным блоком 1; штатив с пробирками 2; вытяжная система со стеклянным вытяжным коллектором 3; скруббер 4.
Включение печи.
Для включения печи переведите тумблер « питание» в состояние «ВКЛ» (верхнее).
После подачи сигнала печь выведет на дисплей версию программного обеспечения и номер прибора. По окончании загрузки программного обеспечения на дисплее будут выведено сообщение « Нажмите ПУСК или МЕНЮ».
Начало работы
При нажатии клавиши «ПУСК» начнется последовательный нагрев проб в 4 этапа.
1 Для пропуска текущего этапа нажмите кнопку «МЕНЮ». Печь пропустит текущий этап и перейдет на следующий. Пропуск 4-го этапа остановит нагрев и выведет сообщение «Нажмите ПУСК или МЕНЮ».
2 Для остановки нагрева нажмите кнопку «СТОП». В этом случае печь перейдет в режим ожидания ввода, выведя сообщение «Нажмите ПУСК или МЕНЮ».
При окончании нагрева печь установит температуру нагревателя равной 50ºС и будет ее поддерживать до старта нового цикла нагрева или до выключения.
ВНИМАНИЕ: Печи требуется некоторое время для охлаждения нагревательной камеры (примерно 3 – 4 часа). В данный период эксплуатация печи не рекомендуется, так как температура камеры будет снижаться до установленного значения температуры текущего этапа.
Регулировка этапов нагрева
Для установки требуемых этапов нагрева нажмите кнопку «МЕНЮ». Далее последовательно установите ВРЕМЯ в минутах и ТЕМПЕРАТУРУ в градусах Цельсиядля всех этапов. При установке времени этапа 0 – данный этап будет автоматически пропущен.
Меры предосторожности
Печь работает на температурах до 450ºС. Не при каких обстоятельствах не прикасайтесь к камере нагревателя или декоративным панелям на ней во время работы печи или в течение времени, необходимого для охлаждения камеры (до 4 часов).
Не открывайте задний кожух печи для замены нагревательных элементов при включенной в сеть печи или до ее полного остывания.
II Скруббер
Реализация метода Кьельдаля неразрывно сопряжена с большим количеством агрессивных газов выделяющихся в процессе разложения. Для безопасной работы специально сконструирован скруббер, который легко подключается к вытяжной системе установки. Данный аппарат характеризуется столь высокой эффективностью поглощения газов, что позволяет работать вне вытяжного шкафа. Отходящие газы поступают в первую бутыль, где происходит частичная конденсация паров и отделение аэрозолей разлагающего реагента (серной кислоты). Во второй бутыле газовая смесь барботируется через находящийся в ней раствор, вследствие чего поглощается и нейтрализуется (в методе Кьельдаля для поглощения используют 15% раствор NаОН с несколькими каплями кислотно – основного индикатора бромтимолового синего).
Схема соединения элементов системы удаления паров
Рис. 2
III Дигестор (аппарат для дистилляции)
- рабочий режим полуавтоматический;
- диапазон измерения (содержание азота 0,02% - 99,00%);
- время работы: время дистилляции 5 – 15 мин;
- напряжение – 220 В, потребление воды для дистилляции – 3 л в минуту (температура воды должна быть менее 20ºС).
Конструкция дигестора
1 Выключатель питания (с подсветкой): общий источник питания.
2 Кнопка для добавления щелочи (с подсветкой): нажмите кнопку, чтобы добавить щелочь. Нажмите кнопку еще раз, чтобы остановить действие.
3 Выключатель дистилляции (с подсветкой): нажмите выключатель, аппарат начинает дистилляцию (световой сигнал включается), чтобы выключить дистилляцию, нажмите выключатель еще раз. При недостатке воды срабатывает аварийный сигнал и автомати чески дистилляция прекращается
4 Стеклянный наконечник для сбора конденсата: конденсат из пробирки для озоления попадает в стеклянный наконечник и в колбу Эрелнмейера. При работе убедитесь, что стеклянный наконечник находится ниже уровня жидкости в колбе Эрелнмейера для предотвращения утечки аммиака и влияния на результаты.
5 Колба Эрелнмейера: обычно используется колба объемом 250 мл.
6 Разъем для питания: присоедините блок питания к сети напряжения 220 В.
7 Поддон для колбы Эрелнмейера.
8 Синтетический стеклянный колпак, головка с магнитной защелкой, при работе, находится в закрытом состоянии.
9 Твердый РТЕЕ: при дистилляции пар, полученный при нагревании, поступает в пробирку для озоления, затем происходит реакция между пробой в пробирке и щелочью.
10 Пробирки для озоления 300 х 45 мм.
11 Поддон для системы озоления: надавите на поддон вниз и установите пробирку для озоления.
Вид с левой стороны с инструкциями.
12 Ввод (вход) для дистиллированной воды: вырежьте необходимую длину, используя резиновый шланг. Поместите один конец в разъем, а другой конец в колбу с дистиллиро-
ванной водой.
13 Вывод (выход) для дистиллированной воды: вырежьте необходимую длину резинового шланга, поместите один конец в разъем, а другой конец в бутылку для сбора жидких
отходов (либо выливайте жидкие отходы непосредственно в канализацию). Необходимо соблюдать меры предосторожности, так как вода, которая выходит, горячая. Кран должен
быть закрыт при работе анализатора.
14 Ввод (вход) для охлаждения воды: вырежьте необходимую длину резинового шланга, поместите один конец в разъем, а другой конец подсоедините к крану с водой.
Рис. 4
15 Вывод (выход) для охлаждения воды: вырежьте необходимую длину резинового шланга, поместите один конец в разъем, а другой конец в пластмассовую бутылку для сбора жидких отходов (либо слейте жидкие отходы непосредственно в канализацию).
16 Ввод для щелочи: вырежьте необходимую длину резинового шланга, поместите один конец в разъем, а другой конец в бутылку с кислотой.
17 Наблюдение за уровнем воды в чаше для нагревания.
18 Разъем для питания: присоедините блок питания к сети с напряжением 220 В.
Вид с правой стороны с инструкциями.
Рис. 5
Аппаратура, материалы и реактивы согласно ГОСТ по определению массовой доли азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка.
2 Химические реактивы
2.1 Реактивы используемые для дистилляции
1) Борная кислота (Н³ВО³) 4% раствор. Низкая концентрация обусловлена тем, что борная кислота кристаллизуется при низких температурах и может вызвать проблемы в гидравлическом цикле прибора. Разбавленные растворы являются антисептиком.
2) Гидроксид натрия (NaOH): рекомендуется использовать 40% раствор. Воздействует на все ткани человеческого организма. Может вызвать серьезные ожоги. Защищайте глаза и кожу. При приготовлении растворов, гидроксид натрия добавляется в воду, а не наоборот.
ВНИМАНИЕ: Используемые реактивы для дистилляции потенциально опасны, поэтому обращаться с ними нужно осторожно.
2.2 Реактивы используемые для минерализации
1) Серная кислота (Н²SO4): концентрированная (96-98%). Разъедает все ткани человеческого организма. Контакт с кожей может вызвать ее некроз. Защищайте глаза и кожу. При растворении необходимо добавлять кислоту в воду из-за нагрева и опасности разбрызгивания. В случае разлива, нейтрализуйте порошком бикарбоната натрия или карбоната кальция.
2) Перекись водорода (Н²О²): 30%. Может вызвать сильные ожоги. Используйте очки и резиновые перчатки. Избегайте контакта с возгораемыми материалами: концентрированные растворы, высыхая на бумаге или одежде, могут вызвать возгорание. Долговременное хранение растворов перекиси водорода вызывает его медленное разложение, поэтому сосуды должны быть оборудованы клапанами сброса. Пустые сосуды необходимо ополаскивать чистой водой. В случае контакта немедленно смойте большим количеством воды.
2.3 Продукты образующиеся при минерализации и дистилляции
1) Пары, содержащие диоксид и триоксид серы. При минерализации серной кислотой происходит образование паров содержащих значительное количество серного диоксида и некоторое количество серного триоксида. Оба газа серьезно раздражают глаза и дыхательный аппарат, вызывая кашель и отравления. Пары необходимо откачивать и нейтрализовать с помощью эффективной системы (например с помощью водоструйного насоса).
2) Остаточные продукты дистилляции содержат токсичные катализаторы. Использование в качестве катализаторов растворения таких металлов, как ртуть, селен и медь приводит к попаданию этих металлов в продукты сброса. Поэтому остатки необходимо собирать в подходящий контейнер, после чего производить их уничтожение в соответствии с действующими положениями об охране окружающей среды.
3 Сборка и установка
3.1 Сборка и установка.
После распаковки поместите комплекс на лабораторный стол рядом с краном подачи воды, которая необходима для охлаждения дистиллята, рядом со сливом. Примерный требуемый подвод воды в ходе дистилляционного цикла: - 3 литра в минуту, при температуре воды менее 20ºС. Контейнеры для водных растворов Na OH и для сбора остатков дистиллята необходимо разместить под устройством на лабораторном столе или позади него. Контейнеры не входят в комплект поставки оборудования, поскольку их объем зависит от требований работы. Обычно используются 10 или 20 литровые полиэтиленовые канистры.
3.2 Гидравлические соединения
Подсоедините трубки к соединениям в соответствии с инструкциями (вид с левой стороны).
ВАЖНО!
- Помещайте канистры для дистиллированной воды и гидроокиси натрия на пол, а не на уровень устройства, на стол, во избежание сифонирования в трубки сброса.
- Шланги для гидроокиси натрия должны быть всегда наполнены, или оператор должен опустошить и мыть их по окончании работы, поскольку этот раствор образует кристаллы при контакте с воздухом, которые могут засорить шланг и затруднить нормальную работу устройства.
3.3 Электрические соединения
Перед подключением печи в сеть, убедитесь, что главный выключатель выключен, а также, что параметры сети соответствуют значениям, указанным на табличке с данными устройства.
Прибор работает от сети с напряжением 220 – 240 В и частотой 50 и 60 Гц. Для подключения к сети используйте кабель из комплекта печи.
3.4 Включение
Включите выключатель крана (воду для охлаждения), отрегулируйте поток, примерно 2-3 литра в минуту. Система добавляет воду автоматически. Уровень воды в мензурке начнет подниматься. Вода перестанет подаваться, когда это будет необходимо. Система автоматически контролирует уровень воды. Если воды будет мало, то система автоматически добавит воду.
В пробирку для озоления помещают катализатор 2 таблетки Kjeltabs (1 таблетка содержит 3,5 г. сульфата калия и 0,0035 г. селена) и навеску испытуемого продукта, добавляют 10см³ серной кислоты, и дать пробиркам остыть после чего добавить 10 см³ перекиси водорода. Пробирку помещают в нагревательный блок и устанавливают температуру нагрева - 50ºС на 15 мин, 150ºС на 20 мин, 350ºС на 30 мин, затем 450ºС до полного сгорания, жидкость станет голубого цвета, а затем прозрачной и бесцветной. После охлаждения, вынуть пробу для дистилляции.
После прогрева и перед проведением серии дистилляций, необходимо провести дистилляцию, пробирки без пробы, чтобы нагреть стеклянную пробирку. Это требуется для того, чтобы получить воспроизводимое количество дистиллята для первого процесса.
В пробирку с минерализатом добавляют 20 мл дистиллированной воды и тщательно перемешивают круговыми движениями до растворения осадка, дают остыть, нажать кнопку для добавления щелочи, аппарат сам добавит из мензурки 80 мл 40% щелочи, а затем кнопку дистилляции. Аппарат начнет дистилляцию. В коническую колбу (колба Эрелнмейера) добавляют 20 мл борной кислоты с раствором индикатора. Отрегулировать высоту поддона так, чтобы конец трубки холодильника находился ниже верхнего уровня смеси растворов в колбе.
Перегонку ведут до достижения объема конденсата 90 – 120 см³ (время перегонки 5 – 7 мин).
Температура воды на выходе из холодильника не должна превышать 25ºС.
Наконечник РТЕЕ испускает пузыри газа в течение приблизительно 5 – 7 мин. когда дистилляция почти закончена. Переместите колбу вниз, чтобы удалить наконечник для сбора аммиака, промыть наконечник водой и продолжить дистилляцию в течение приблизительно полминуты, затем выключите кнопку дистилляции (световой сигнал погаснет). Прибор прекратит дистилляцию. Убрать колбу для титрования.
3.5 Титрование
Содержимое конической колбы титруют раствором соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм³ до изменения цвета. Запишите используемый объем соляной кислоты и вычислите содержание белка по следующей формуле:
Массовую долю общего азота Х %, при химическом способе измерения вычисляют по формуле
1,4 х ( V¹ - V² ) х с
Х = -------------------------- ,
м
где:- V¹ - объем кислоты, затраченный на титрование, см³;
-V² - объем кислоты, затраченный на титрование при контрольном измерении, см³;
- с – концентрация соляной кислоты, моль/дм³;
- м – масса навески продукта, г;
-1,4 – коэффициент пересчета объема кислоты в массовую долю общего азота,
г х дм³
% х --------------- .
моль х см³
Массовую долю белка Y,%, определяют по формуле
Y = 6,38 Х,
где 6,38 - масса молочного белка, эквивалентная единице массы общего азота.
3.6 Выключение
Приготовьте чистую пробирку для озоления и колбу Эрелнмейера, поместите другой конец резинового шланга ( ввод для щелочи ) в контейнер с дистиллированной водой. Нажмите кнопку забора щелочи. Промыть щелочной насос дистиллированной водой в объеме 2 – 3 литра. Затем следует промыть всю систему. Для этого необходимо поставить чистую пробирку для озоления и нажать кнопку и провести дистилляцию в течение 5 мин.
Затем открыть кран для слива воды из системы, и после слива закрыть кран. Выключаем систему и воду для охлаждения.
4 Возможные неисправности и способы их устранения
5 Примечания
5.1 Когда газ выходит во время процесса ассимиляции, увеличьте давление воды из крана. Чтобы продлить срок службы устройства, необходимо промыть прокладку (резиновое кольцо) после каждого анализа.
5.2 Если предохранитель 15 А сгорает из-за неправильного обращения, немедленно отключите питание и замените предохранитель, выключите кран и слейте воду. Включите аппарат, соблюдая все необходимые меры предосторожности.
6 Транспортировка
6.1 Для транспортировки прибора используется только оригинальная упаковка.
Анализаторы в упаковке транспортируют всеми видами транспорта в закрытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов. При транспортировании самолетом анализаторы должны быть размещены в герметизирован-
ных отсеках.
6.2 При транспортировке необходимо освободить от растворов трубки гидравлической системы, чтобы не допустить разлива реактивов и порчи прибора.
6.3 Поместите на место пустые пробирки и колбу Эрленмейера.
6.4 Снимите с задней панели прибора трубки реактивов и электрические контакты.
6.5 Отвинтите металлические крепления трубок водопроводной воды и сохраните их. Полностью освободите стеклянный холодильник.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для временного вывода прибора из эксплуатации необходимо полностью опустошить трубки подачи реактивов, особенно щелочи.
7 Утилизация
7.1 Материалы и комплектующие изделия, применяемые в анализаторе, не представляют опасности для жизни и здоровья людей или вреда для окружающей среды.
7.1 Утилизация анализатора после окончания срока службы осуществляется по инструкции предприятия – изготовителя.
8 Гарантийные обязательства
Гарантийные обязательства на комплекс действуют в течение 24 месяцев со дня его продажи и по серийному номеру комплекса.
Согласно гарантийным обязательствам, производитель обязуется производить ремонт прибора при выходе его из строя по вине производителя. Гарантийные обязательства не действительны, если комплекс используется не по назначению и если пользователь нарушает правила использования комплекса.
Гарантийные обязательства не действительны также в следующих случаях:
- при недостаточной квалификации и небрежного обращения пользователя с комплексом.
- при ремонте и обслуживании комплекса без разрешения и участия сервисного инженера компании.
- при нарушении инструкций и рекомендаций данного руководства.
9 Общее описание метода Кьельдаля для определения органического азота
С момента появления более 100 лет назад метод претерпел определенные изменения в части температуры и времени растворения, концентрации кислоты и катализаторов окисления. Например, в 1930-е годы общепринятым было применение одной капли металлической ртути как катализатора, а также концентрированной серной кислоты с добавлением до 80% триоксида серы. Соображения безопасности оператора и охраны окружающей среды вызвали изменения метода.
Ниже описаны принципы нынешнего метода Кьельдаля с использованием мощных парообразующих аппаратов.
Диапазон: 2….150 мг органического азота;
15….1000 мг белков.
Азотный стандарт
Если требуется контроль только стадий дистилляции, используются соли аммония (хлорид, сульфат). Например: 153 мг химического чистого хлорида аммония доливают до 100 мл водой без аммония. 25 мл получившегося раствора и 10 мл 1н серной кислоты без аммония доливают до 1000 мл водой без аммония.
1 мл окончательного раствора содержит 0,01 мг N-NH³.
Этот раствор очень слабый (1 мг N-NH³ cсоответствует 100 мл), и поэтому может быть полезно использовать менее разбавленные растворы. Например, приведение указанных количеств к 100 мл вместо 1000 мл) дает возможность получить окончательное содержание N-NH³ 0,1 мг на мл стандартного раствора. Если требуется контроль окисляющего раствора, используются химикаты с чистым азотом, предварительно высушенные до постоянного веса.
- глицин (гликокол или аминоуксусная кислота) – 18,86% азота;
- сульфаминовая кислота – 14,43% азота;
- ацетанилид – 10,36% азота;
- цистин – 11,66% азота;
- никотиновая кислота – 11,38% азота.
Для анализа неорганического азота или аммония можно использовать следующие стандарты:
- дегидрированный фосфат аммония (NH4H2PO4) – 12,15% азота);
- нитрат калия (KNO³) – 13,85% азота.
Кислота для растворения
Используется концентрированная серная кислота (Н2SO4) химической или технической кислоты с уменьшенным содержанием азота (аммония и нитратов) 98%, Р 1,84 при 20ºС.
Эта кислота обозначается «для анализов по Кьельдалю». Можно использовать концентрированную серную кислоту, не специфицированную «для Кьельдаля», но тогда требуется контроль с помощью буферных растворов.
Существуют рецепты приготовления катализаторов, содержащих серную кислоту (медь и селен). Например: 10 г сульфата меди (СuSO4x 5H2O) растворяются в 500 мл воды без аммония после чего медленно добавляются при медленном встряхивании 500 мл концентрированной серной кислоты (не лейте воду в кислоту во избежание опасных брызг).
Альтернатива: 2 г сульфата меди (CuSO4 x 5H2O), 2 г диоксида селена (SeO2) и 100 г безводного сульфата натрия (Na2SO4) растворяются в 500 мл воды без аммиака, после чего после чего добавляются 500 мл концентрированной серной кислоты.
Дистиллированная вода без аммония для растворения
Добавьте 0,1 мл концентрированной серной кислоты (H2SO4) к 1 литру дистиллированной воды и снова дистиллируйте.
Можно использовать также деонизированную воду с очень низкой электропроводностью, полученной прохождением воды через смешанные слои сильных анионных и катионных смол, и проверенную на отсутствие аммония и азотсодержащих органических веществ (отложений).
Анализируемые образцы
Анализу можно подвергать жидкие, полутвердые и твердые образцы. Если жидкость измеряется объемом, результат будет приводится к объему, а не к весу, если, если плотность отлична от 1.
Если результат нужно приводить к постоянному весу, твердые или полутвердые образцы, содержащие воду, необходимо высушивать до постоянного веса. Размалывание образцов признано обеспечить более быстрое сжигание, но главным образом – гомогенизировать материал для получения точных результатов. Точность взвешивания составляет 0,1 мг.
Чтобы сделать возможным количественный перенос жидкого или полутвердого образца в пробирку для сжигания, рекомендуется использовать коробочки для взвешивания, сделанные из пергамента без аммония.
Катализаторы
Ртуть считается лучшим катализатором для сжигания образца по Кьельдалю, но ее токсичность вынуждает отказаться от ее использования. То же относится и к селену.
В настоящее время обычно используется сульфат меди, наносящий меньший ущерб окружающей среде. Его предварительно смешивают с сульфатом калия (K2SO4) в весовом соотношении 9 частей (K2SO4) к 1 части CuSO4 x 5H2O. Промышленно выпускаются таблетки, содержащие безводный сульфат калия, а также разные типы удобных в использовании катализаторов с предварительно дозированными количествами (например, упаковки по 1000 таблеток Kjetabs).
Другие добавки
Повышение температуры кипения растворяющей кислоты достигается добавлением минеральных солей, обычно сульфата калия (К2SO4).
Для обеспечения полной минерализации образцов используется 35% перекись водорода (Н²О²). Этот реактив следует добавлять к холодной смеси (образец + кислота) перед растворением для предотвращения бурной реакции и опасности разбрызгивания.
Никогда не начинайте нагрев, пока не добавлена кислота, поскольку контакт перекиси водорода с образцом может привести к взрыву.
Температура и время растворения (сжигания)
Нормальная температура растворения (сжигания) составляет 420 - 450ºС. При этой температуре сжигание заканчивается за 20 – 120 минут. Более низкие температуры увеличивают время сжигания. Завершившееся сжигание порождает чистый бесцветный раствор, который кристаллизуется при охлаждении. Если такая кристаллизация нежелательна, достаточно слегка уменьшить количество соли, добавляемой для повышения точки кипения кислоты.
Некоторые образцы, могут требовать многочасового времени сжигания (до 24 часов).
Другие реактивы
Щелочная реакция растворенных образцов до дистилляции достигается добавлением концентрированного (32 -35%) раствора гидроксида натрия (NaOH) свободного от аммония.
1 мл концентрированной серной кислоты 98%, Р 1,84 содержит 36,6 миллиэквивалентов кислоты. 1 мл водного раствора гидроксида натрия 32%, Р 1,35 содержит 10,8 миллиэквивалентов щелочи. Таким образом, 1 мл концентрированной серной кислоты нейтрализуется 3,39 мл 32% раствора гидроксида натрия. Дистилляция аммония требует сильно щелочной среды, что означает, что аммоний полностью находится в «свободном состоянии» Это достигается добавлением 100% избытка щелочи.
Дистиллированный паром аммоний можно собрать с конденсатом охлаждаемого водой конденсирующего устройства двумя различными способами:
1) в классическом растворе серной кислоты с известным титром и последующим обратным титрованием.
2) 4% раствором борной кислоты (Н³ВО³). Борная кислота практически не разлагается и делает возможным прямое титрование щелочи (аммония) сильными кислотами с известным титром.
Индикаторные растворы
На титруемый раствор объемом 125-130 мл требуется примерно 10 капель индикаторного раствора.
1) для обратного титрования серной кислоты с гидроксидом натрия: 20…30 мг метилового красного в 100 мл воды; цвет меняется с красного на желтый при рН 4,9. Или: 100 мг бромкрезола зеленого и 30 мг метилового красного в 100 мл этилового спирта 96%, цвет меняется с красного на зеленый при рН 4,5
2) титрование серной или соляной кислотой аммония, адсорбированного раствором борной кислоты.
Индикатор Таширо: 0,6 г метилового красного растворяются в 50 мл 95% этилового спирта и затем добавляются к раствору метиленового синего (0,1 г в 50 мл дистиллированной воды). Цвет зеленый в щелочном диапазоне, от серого до розового (рН 4,9) в среднекислой среде и красный при избытке кислоты.
Потенциометрическое титрование
Его можно проводить с использованием НСl и в конечной точке рН 4,7.
Низкая разлагаемость борной кислоты дает возможность проводить прямое титрование щелочи (аммония).
Колориметрическое титрование
Кроме титрования, определение азота в аммонии можно проводить колориметрическими методами.
В любом случае необходимо принимать во внимание соотношение между весом или объемом образца и объемом дистиллята, используемого для анализа аммония.
Расчет
Общепринято, что содержание белка получается умножением на 6,25 веса азота, определенного методом Кьельдаля. Это соответствует представлению, согласно которому все белки на 16% состоят из азота.
На самом деле содержание азота в составе белков колеблется от 15 до 18%. Поэтому иногда нужно использовать коэффициенты отличные от 6,25, обычно меньше. Ассоциация официальных аналитических химиков (США) предлагает для отдельных продуктов следующие коэффициенты: 5,18 для миндаля, 5,30 для кокосовых и других древесных орехов, 5.46 для арахиса и бразильских орехов, 5,70 для пшеничной муки, 6,38 для молока и молочных продуктов.
Определения
Полное содержание азота по Кьельдалю (ТКN = общий азот по Кьельдалю) определяется как сумма азота в аммонии и органического и органического азота в пересчете на сульфат аммония в условиях минерализации, принятых данным методом. Содержание органического азота по Кьельдалю определяется как разница между общим азотом по Кьельдалю и количеством азота в аммонии.
Если требуется прямое определение, азот аммония следует удалить из образца перед минерализацией.
Процедура минерализации (растворения)
Взвешенный образец ( около 1 г ) перемещают в пробирку для растворения вместе с 2 – 3 небольшими кусочками стекла или пемзы, и начинают равномерный и постепенный нагрев до 420-450ºС и продолжают его до появления белых паров триоксида серы (SO³), примерно через 20-30 минут.
Аппарат должен находится под вытяжкой, либо оборудоваться устройством для отвода рабочих паров с их нейтрализацией концентрированными растворами или сильными щелочами (например скруббер). Пары триоксида серы являются сильно агрессивными для слизистых оболочек даже при низких концентрациях.
По окончании минерализации пробирки оставляют остывать. Время остывания можно сократить обдуванием воздуха из вентилятора. Когда пробирки остыли, добавляют 50 мл не содержащей аммония дистиллированной воды и встряхивают пробирки.
Процедура дистилляции
Холодную пробирку для минерализации и пустую коническую колбу для сбора дистиллята помещают в нужные позиции в паровом дистилляторе.
В 250 мл колбу для сбора дистиллята добавляют 4% раствор борной кислоты (обычно 25 мл). В пробирку для минерализации автоматически добавляется гидроксид натрия для нейтрализации и выщелачивания от (50 до 100 мл) образца, а также дистиллированную воду для разбавления (обычно 50 мл). Конец силиконовой трубки из конденсирующего устройства должен быть опущен ниже поверхности раствора борной кислоты во избежание потерь аммония. Обычно собирают 100 мл конденсата.
