Co je Kjeldahlova metoda?
Vědci používají Kjeldahlovu metodu k analýze procenta organického dusíku v látce. Hladiny dusíku pak mohou být použity pro stanovení množství proteinu. Úplný název metody je Kjeldahlova metoda dusíkové analýzy - někdy se místo analýzy dusíku používá proteinová analýza, ale termíny se vztahují ke stejné metodě.
Chemik Johan Kjeldahl poprvé představil svou metodu dánské chemické společnosti v roce 1883. Zjistil, že jelikož dusík je hlavním prvkem v proteinu, mohla by být pro stanovení množství proteinu v látce použita analýza dusíku. Jeho nálezy se od té doby zlepšily, ale základní metoda zůstává na místě.
Kjeldahlova metoda sestává ze tří kroků, které se běžně nazývají trávení, destilace a titrace. Trávení štěpí dusík na amoniak a destilace odděluje amoniak od ostatních složek. Množství amoniaku se vypočítá titrací, pak lze množství dusíku a proteinu vypočítat na základě množství amoniaku.
Během trávicího kroku se malý vzorek analyzované látky smísí s kyselinou sírovou, síranem draselným a katalyzátorem, který urychluje reakci. Tato směs se zahřívá na velmi vysokou teplotu - do asi 400 ° C (asi 400 ° C) - asi hodinu, poté se ochladí. Reakce, které probíhají ve zahřáté směsi, rozkládají velké molekuly na menší složky, včetně amonných iontů.
Destilační krok převádí amonné ionty na plynný amoniak přidáním hydroxidu sodného do směsi. Potom se teplota roztoku zvýší, přeměnou amoniaku na těkavý plyn, který stoupá v páře. Páry jsou zachyceny v roztoku, jako je kyselina chlorovodíková nebo kyselina boritá.
Amoniak zachycený v kyselině neutralizuje část kyseliny, což znamená, že snižuje pH. Množství kyseliny zbývající po této neutralizaci se titruje zásadou, jako je hydroxid sodný. K roztoku kyseliny a amoniaku se přidá barvivo, které změní barvu, když se změní pH. Poté se do kyseliny přidává malá množství báze, dokud roztok nezmění barvu. Množství báze potřebné k dosažení tohoto koncového bodu lze použít pro výpočet množství amoniaku v původním roztoku.
Pro výpočet množství dusíku musí vědec nejprve znát počet molů kyseliny a báze, které byly přítomny v konečném roztoku. Odečtením molů zásady od molů kyseliny se získá mol amoniaku. Moly amoniaku v konečném roztoku jsou stejné jako moly dusíku, takže toto číslo je vynásobeno 14 - atomovou hmotností dusíku - pro nalezení gramů dusíku.
Procentní dusík se nachází dělením gramů dusíku celkovým gramem v původním vzorku a vynásobením 100. Procentní bílkovina, kterou Kjeldahlova metoda používá, se zjistí vynásobením procenta dusíku konverzním faktorem. Tento konverzní faktor je obvykle 6,25, s výjimkou několika látek, jako je pšenice a mléčné výrobky.