Hva er Kjeldahl-metoden?

Forskere bruker Kjeldahl-metoden for å analysere prosentandelen av organisk nitrogen i et stoff. Nitrogennivåene kan deretter brukes til å bestemme mengden protein. Metodens fulle navn er Kjeldahl-metoden for nitrogenanalyse - noen ganger brukes proteinanalyse i stedet for nitrogenanalyse, men begrepene refererer til den samme metoden.

Kjemiker Johan Kjeldahl presenterte sin metode for det danske kjemiselskapet først i 1883. Han slo fast at siden nitrogen er et viktig element i protein, kan nitrogenanalyse brukes til å bestemme mengden protein i et stoff. Hans funn er forbedret siden den gang, men den grunnleggende metoden forblir på plass.

Kjeldahl-metoden består av tre trinn, ofte betegnet fordøyelse, destillasjon og titrering. Fordøyelse bryter nitrogenet ned i ammoniakk og destillasjon skiller ammoniakken fra andre komponenter. Mengden ammoniakk beregnes ved hjelp av titrering, deretter kan mengden nitrogen og protein beregnes basert på mengden ammoniakk.

Under fordøyelsestrinnet blandes en liten prøve av stoffet som skal analyseres med svovelsyre, kaliumsulfat og en katalysator som fremskynder reaksjonen. Denne blandingen ble oppvarmet til en veldig høy temperatur - opp til 750 ° F (ca. 400 ° C) - i omtrent en time, deretter avkjølt. Reaksjonene som finner sted i den oppvarmede blandingen, nedbryter store molekyler i mindre komponenter, inkludert ammoniumioner.

Destillasjonstrinnet omdanner ammoniumionene til ammoniakkgass ved å tilsette natriumhydroksyd til blandingen. Deretter heves temperaturen i løsningen, og omdanner ammoniakken til en flyktig gass som stiger i en damp. Dampene er fanget i en løsning, for eksempel saltsyre eller borsyre.

Ammoniakk fanget i en syre nøytraliserer noe av syren, noe som betyr at den senker pH. Mengden syre som er igjen etter denne nøytraliseringen titreres med en base, så som natriumhydroksyd. Et fargestoff tilsettes syre- og ammoniakkløsningen, som endrer farge når pH endres. Deretter tilsettes små mengder av basen til syren bare til løsningen skifter farge. Mengden base som trengs for å nå dette endepunktet kan brukes til å beregne mengden ammoniakk i den opprinnelige løsningen.

For å beregne mengden nitrogen må en forsker først vite antall mol syre og base som var til stede i den endelige løsningen. Å trekke molene base fra molene syre gir molene ammoniakk. Mol ammoniakk i den endelige løsningen er de samme som mol mol, så dette tallet blir multiplisert med 14 - atommassen for nitrogen - for å finne gram nitrogen.

Prosentvis nitrogen blir funnet ved å dele gram nitrogen med de totale gram i den opprinnelige prøven og multiplisere med 100. Prosentandelen Kjeldahl-metoden blir funnet ved å multiplisere prosent nitrogenet med en konverteringsfaktor. Denne konverteringsfaktoren er vanligvis 6,25, med unntak av noen få stoffer som hvete og meieriprodukter.