O que é o método Kjeldahl?

Os cientistas usam o método Kjeldahl para analisar a porcentagem de nitrogênio orgânico em uma substância. Os níveis de nitrogênio podem então ser usados ​​para determinar a quantidade de proteína. O nome completo do método é o método Kjeldahl de análise de nitrogênio - algumas vezes a análise de proteínas é usada no lugar da análise de nitrogênio, mas os termos se referem ao mesmo método.

O químico Johan Kjeldahl apresentou seu método pela primeira vez à Sociedade Química Dinamarquesa em 1883. Ele determinou que, como o nitrogênio é um elemento importante na proteína, a análise de nitrogênio pode ser usada para determinar a quantidade de proteína em uma substância. Suas descobertas foram aprimoradas desde então, mas o método básico permanece em vigor.

O método Kjeldahl consiste em três etapas, comumente denominadas digestão, destilação e titulação. A digestão decompõe o nitrogênio em amônia e a destilação separa a amônia de outros componentes. A quantidade de amônia é calculada usando a titulação; em seguida, as quantidades de nitrogênio e proteína podem ser calculadas com base na quantidade de amônia.

Durante a etapa de digestão, uma pequena amostra da substância a ser analisada é misturada com ácido sulfúrico, sulfato de potássio e um catalisador que acelera a reação. Esta mistura é aquecida a uma temperatura muito alta - até 750 ° F (cerca de 400 ° C) - por cerca de uma hora e depois é resfriada. As reações que ocorrem na mistura aquecida decompõem grandes moléculas em componentes menores, incluindo íons de amônio.

A etapa de destilação converte os íons de amônio em gás de amônia, adicionando hidróxido de sódio à mistura. Então a temperatura da solução é aumentada, convertendo a amônia em um gás volátil que sobe em um vapor. Os vapores são presos em uma solução, como ácido clorídrico ou ácido bórico.

A amônia presa em um ácido neutraliza parte do ácido, o que significa que diminui o pH. A quantidade de ácido restante após essa neutralização é titulada com uma base, como o hidróxido de sódio. Um corante é adicionado à solução de ácido e amônia, que muda de cor quando o pH muda. Em seguida, pequenas quantidades da base são adicionadas ao ácido até a solução mudar de cor. A quantidade de base necessária para atingir esse ponto final pode ser usada para calcular a quantidade de amônia na solução original.

Para calcular a quantidade de nitrogênio, um cientista deve primeiro conhecer o número de mols de ácido e base presentes na solução final. Subtrair as moles de base das moles de ácido dá as moles de amônia. As moles de amônia na solução final são iguais às moles de nitrogênio, portanto esse número é multiplicado por 14 - a massa atômica do nitrogênio - para encontrar os gramas de nitrogênio.

A porcentagem de nitrogênio é encontrada dividindo-se as gramas de nitrogênio pelo total de gramas na amostra original e multiplicando por 100. A porcentagem de proteína encontrada no método Kjeldahl é multiplicada pela porcentagem de nitrogênio por um fator de conversão. Esse fator de conversão é geralmente 6,25, com exceção de algumas substâncias, como trigo e laticínios.