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干貨丨定氮儀的工作原理及使用步驟
閱讀：4301 發(fā)布時(shí)間：2021-5-8
定氮儀
定氮儀是食品廠、飲用水廠,，藥品檢驗(yàn),，肥料測(cè)定中廣泛應(yīng)用，是檢測(cè)種子,、乳制品,、飲料、飼料,、土壤及其他農(nóng)副產(chǎn)品中氮含量的專用儀器,。定氮儀是根據(jù)蛋白質(zhì)中氮的含量恒定的原理，通過測(cè)定樣品中氮的含量從而計(jì)算蛋白質(zhì)含量的儀器,。因其蛋白質(zhì)含量測(cè)量計(jì)算的方法叫做凱氏定氮法,，故被稱為凱氏定氮儀，又名蛋白質(zhì)測(cè)定儀,、粗蛋白測(cè)定儀,。
農(nóng)小測(cè)
定氮儀如何操作及使用呢？一起來看,！
定氮儀工作原理：
蛋白質(zhì)測(cè)定儀(俗稱定氮儀)以國(guó)際凱氏定氮法為依據(jù),，進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，此儀器主機(jī)采用蒸氣自動(dòng)控制發(fā)生器,，在液位穩(wěn)壓器的配合下,，使蒸氣在數(shù)十秒時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)輸出供蒸餾器使用。
第一執(zhí)行機(jī)關(guān)控制下的堿液流經(jīng)蒸餾管進(jìn)入定量消化管,，使固定在酸液里的氨在堿性條件下?lián)]發(fā),。
第二執(zhí)行機(jī)關(guān)控制下的蒸氣對(duì)堿性條件的試樣再進(jìn)行蒸餾，使氨*揮發(fā),，揮發(fā)的氨被冷凝器冷凝下來,，*地被固定在硼酸之中，然后用標(biāo)準(zhǔn)酸對(duì)其滴定到終點(diǎn),，計(jì)算出氮的含量,，再乘以換算蛋白質(zhì)的系數(shù)得出蛋白質(zhì)的含量,。
定氮儀適用范圍：
凱氏定氮儀儀器用凱氏方法檢測(cè)谷物、食品,、飼料,、水、土壤,、淤泥,、沉淀物和化學(xué)品中的氨、蛋白質(zhì)氮含量,、酚,、揮發(fā)性脂肪酸、二氧化硫,、乙醇等含量,。具有相當(dāng)好的性價(jià)比，僅僅滴定過程需要人工操作一下,，非常適合實(shí)驗(yàn)室及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)常規(guī)檢測(cè),。廣泛用于食品、農(nóng)作物,、種子,、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質(zhì)含量分析,。
定氮儀功能特點(diǎn)：
1.KDN系列凱氏定氮儀,，采用微電腦進(jìn)行過程控制。
2.自動(dòng)式蒸餾控制,、自動(dòng)加水,、自動(dòng)水位控制、自動(dòng)停水,。
3.各種安全保護(hù)：消化管安全門裝置,，蒸汽發(fā)生器缺水報(bào)警，水位檢測(cè)故障報(bào)警,。
4.儀器外殼采用特制噴塑鋼板,，工作區(qū)域采用ABS防腐面板，防化學(xué)試劑腐蝕和機(jī)械損壞表面,，耐酸耐堿,。
5.水位檢測(cè)，低水位報(bào)警,，儀器控制系統(tǒng)故障能自動(dòng)斷電,。
6.采用自來水水源，適應(yīng)性廣，對(duì)實(shí)驗(yàn)要求低,。
定氮儀技術(shù)參數(shù)：
測(cè)定品種：糧食、食品,、乳制品,、飲料、飼料,、土壤,、水、藥物,、沉淀物和化學(xué)品等,；
工作方式：半自動(dòng)
進(jìn)水方式：自來水、蒸餾水兩種進(jìn)水方式,，使用區(qū)域廣泛
樣品量：固體0.20g～2.00g,；半固定2.00g～5.00g液體10.00ml～25.00ml
測(cè)定范圍：0.1mgN～200mgN(毫克氮)
回收率：≥99%(相對(duì)誤差，包括消化過程)
蒸餾速度：5～15分鐘/樣品(按樣品量而定)
冷卻水消耗：3L/分鐘
重復(fù)率：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<±1%
供電：AC220V/50Hz
功率：1000w
供水：水溫小于20度
外形尺寸：380*320*670mm
重量：20kg
定氮儀使用步驟：
消化：
1,、準(zhǔn)備6個(gè)凱氏燒瓶,，標(biāo)號(hào)。1,、2,、3號(hào)燒瓶中分別加入適當(dāng)濃度的蛋白溶液1.0mL，樣品要加到燒瓶底部,，切勿沾在瓶口及瓶頸上,。再依次加入硫酸鉀-硫酸銅接觸劑0.3g，濃硫酸2.0mL,，30%過氧化氫1.0mL,。4、5,、6號(hào)燒瓶作為空白對(duì)照,，用以測(cè)定試劑中可能含有的微量含氮物質(zhì)，對(duì)樣品測(cè)定進(jìn)行校正,。4,、5、6號(hào)燒瓶中加入蒸餾水1.0mL代替樣液,，其余所加試劑與1,、2、3號(hào)燒瓶相同,。
2,、將加好試劑的各燒瓶放置消化架上，接好抽氣裝置,。先用微火加熱煮沸,，此時(shí)燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)炭化變黑,，并產(chǎn)生大量泡沫，務(wù)必注意防止氣泡沖出管口,。待泡沫消失停止產(chǎn)生后,，加大火力，保持瓶?jī)?nèi)液體微沸,，至溶液澄清后,，再繼續(xù)加熱使消化液微沸15min。在消化過程中要隨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)燒瓶,，以使內(nèi)壁粘著物質(zhì)均能流入底部,，以保證樣品*消化。消化時(shí)放出的氣體內(nèi)含SO2,，具有強(qiáng)烈刺激性,，因此自始自終應(yīng)打開抽水泵將氣體抽入自來水排出。整個(gè)消化過程均應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,。消化*后,，關(guān)閉火焰，使燒瓶冷卻至室溫,。
蒸餾吸收：
蒸餾和吸收是在微量凱氏定氮儀內(nèi)進(jìn)行的,。凱氏定氮蒸餾裝置種類甚多，大體上都由蒸氣發(fā)生,、氨的蒸餾和氨的吸收三部分組成,。
1、定氮儀儀器的洗滌
定氮儀安裝前,，各部件需經(jīng)一般方法洗滌干凈,，所用橡皮管、塞須浸在10%NaOH溶液中,，煮約10min,，水洗、水煮10min,，再水洗數(shù)次,，然后安裝并固定在一只鐵架臺(tái)上。儀器使用前,，微量全部管道都須經(jīng)水蒸氣洗滌,，以除去管道內(nèi)可能殘留的氨，正在使用的儀器,，每次測(cè)樣前,，蒸氣洗滌5min即可。較長(zhǎng)時(shí)間未使用的儀器，重復(fù)蒸氣洗滌,，不得少于三次,，并檢查儀器是否正常。仔細(xì)檢查各個(gè)連接處,，保證不漏氣,。
首先在蒸氣發(fā)生器中加約2/3體積蒸餾水，加入數(shù)滴硫酸使其保持酸性,，以避免水中的氨被蒸出而影響結(jié)果，并放入少許沸石(或毛細(xì)管等),，以防爆沸,。沿小玻杯壁加入蒸餾水約20mL讓水經(jīng)插管流入反應(yīng)室，但玻杯內(nèi)的水不要放光,，塞上棒狀玻塞,，保持水封，防止漏氣,。蒸氣發(fā)生后,，立即關(guān)閉廢液排放管上的開關(guān)，使蒸氣只能進(jìn)入反應(yīng)室,，導(dǎo)致反應(yīng)室內(nèi)的水迅速沸騰,，蒸出蒸氣由反應(yīng)室上端口通過定氮球進(jìn)入冷凝管冷卻，在冷凝管下端放置一個(gè)錐形瓶接收冷凝水,。從定氮球發(fā)燙開始計(jì)時(shí),，連續(xù)蒸煮5min，然后移開煤氣燈,。沖洗完畢,，夾緊蒸氣發(fā)生器與收集器之間的連接橡膠管，由于氣體冷卻壓力降低,，反應(yīng)室內(nèi)廢液自動(dòng)抽到反應(yīng)室外殼中,，打開廢液排出口夾子放出廢液。如此清洗2～3次,，再在冷凝管下?lián)Q放一個(gè)盛有硼酸-指示劑混合液的錐形瓶使冷凝管下口*浸沒在溶液中,，蒸餾1～2min，觀察錐形瓶?jī)?nèi)的溶液是否變色,。如不變色,，表示蒸餾裝置內(nèi)部已洗干凈。移去錐形瓶,，再蒸餾1～2min,，用蒸餾水沖洗冷凝器下口，關(guān)閉煤氣燈，凱氏定氮儀即可供測(cè)樣品使用,。
2,、無機(jī)氮標(biāo)準(zhǔn)樣品的蒸餾吸收
由于定氮操作繁瑣，為了熟悉蒸餾和滴定的操作技術(shù),，初學(xué)者宜先用無機(jī)氮標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行反復(fù)練習(xí),，再進(jìn)行有機(jī)氮未知樣品的測(cè)定。常用巳知濃度的標(biāo)準(zhǔn)硫酸銨測(cè)試三次,。
取潔凈的100mL錐形瓶五只,，依次加入2%硼酸溶液20mL，次甲基藍(lán)-甲基紅混合指示劑(呈紫紅色)3～4滴,，蓋好瓶口待用,。取其中一只錐形瓶承接在冷凝管下端，并使冷凝管的出口浸沒在溶液中,。
注意：在此操作之前必須先打開收集器活塞,，以免錐形瓶?jī)?nèi)液體倒吸。準(zhǔn)確吸取2mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)液加到玻杯中,，小心提起棒狀玻塞使硫酸銨溶液慢慢流入蒸餾瓶中,，用少量蒸餾水沖洗小玻杯3次，一并放人蒸餾瓶中,。然后用量筒向小玻杯中加入10mL30%NaOH溶液,，使堿液慢慢流入蒸餾瓶中，在堿液尚未*流入時(shí),，將棒狀玻塞蓋緊,。向小玻杯中加約5mL蒸餾水，再慢慢打開玻塞,，使一半水流入蒸餾瓶,，一半留在小玻杯中作水封。關(guān)閉收集器活塞,，加熱蒸氣發(fā)生器,，進(jìn)行蒸餾。錐形瓶中的硼酸-指示劑混合液由于吸收了氨,，由紫紅色變成綠色,。自變色時(shí)起，再蒸餾3～5min,，移動(dòng)錐形瓶使瓶?jī)?nèi)液面離開冷凝管下口約lcm,，并用少量蒸餾水沖洗冷凝管下口，再繼續(xù)蒸餾1min,，移開錐形瓶,，蓋好,，準(zhǔn)備滴定。在一次蒸餾完畢后,，移去煤氣燈,，夾緊蒸氣發(fā)生器與收集器間的橡膠管，排除反應(yīng)完畢的廢液,，用水沖洗小玻杯幾次,，并將廢液排除。如此反復(fù)沖洗干凈后,，即可進(jìn)行下一個(gè)樣品的蒸餾,。按以上方法用標(biāo)準(zhǔn)硫酸銨再做兩次。另取2mL蒸餾水代替標(biāo)準(zhǔn)硫酸銨進(jìn)行空白測(cè)定二次,。將各次蒸餾的錐形瓶一起滴定,。
3、未知樣品及空白的蒸餾吸收
將消化好的蛋白樣品三支,，空白對(duì)照液三支，依次作蒸餾吸收,。加5mL熱的蒸餾水至消化好的樣品或空白對(duì)照液中,，通過小玻杯加到反應(yīng)室中，再用熱蒸餾水洗滌小玻杯3次,，每次用水量約3mL,，洗滌液一并倒入反應(yīng)室內(nèi)。其余操作按標(biāo)準(zhǔn)硫酸銨的蒸餾進(jìn)行,。由于消化液內(nèi)硫酸鉀濃度高而呈粘稠狀,，不易從凱氏燒瓶?jī)?nèi)倒出，必須加入熱蒸餾水5mL稀釋之,，如果有結(jié)晶析出,，必須微熱溶解，趁熱加入玻杯,，使其流入反應(yīng)室,。此外，還應(yīng)當(dāng)注意趁儀器洗滌尚未*冷卻時(shí)立即加入樣品或空白對(duì)照液,，否則消化液通過冷卻的管道容易析出結(jié)晶,，造成堵塞。
滴定：
樣品和空白蒸餾完畢后,，一起進(jìn)行滴定,。打開接受瓶蓋，用酸式微量滴定管以0.0100mol/L的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液進(jìn)行滴定,。待滴至瓶?jī)?nèi)溶液呈暗灰色時(shí),，用蒸餾水將錐形瓶?jī)?nèi)壁四周淋洗一次,。若振搖后復(fù)現(xiàn)綠色，應(yīng)再小心滴入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液半滴,，振搖觀察瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化,，暗灰色在一二分鐘內(nèi)不變，當(dāng)視為到達(dá)滴定終點(diǎn),。若呈粉紅色,，表明已超越滴定終點(diǎn)，可在已滴定耗用的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液用量中減去0.02mL,，每組樣品的定氮終點(diǎn)顏色必須*一致,。空白對(duì)照液接受瓶?jī)?nèi)的溶液顏色不變或略有變化尚未出現(xiàn)綠色,，可以不滴定,。記錄每次滴定耗用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液毫升數(shù)，供計(jì)算用,。