凱氏定氮法測定某未知含氮化合物氮含量

李文韜周 燕胡 佳王 蕾

凱氏定氮法測定某未知含氮化合物氮含量

李文韜1周 燕2胡 佳1王 蕾3

目的按中國合格評定國家認可委員會（CNAS）的能力驗證計劃，測定某含氮化合物中氮含量。方法采用凱式定氮法。結果測得該未知化合物中氮含量為18.65%。結論方法經典準確，適用于常規分析，能夠迅速、準確的計算出未知含氮化合物中總氮含量。

凱式定氮法；某未知化合物；氮含量

氮的測定方法一般包括杜馬氏法（Duma’s method）、韋氏法（Will and Varentrap’s method）和凱式法（Kjeldahl’s method）［1］。凱氏定氮法（簡稱凱式法）最初是由Johan Kjeldahl［2］發現用來測定有機化合物中氮含量的一種方法。一百多年來，其經典地位從未動搖，收載于各版中國藥典和美國藥典附錄中。當報道一種新定量方法時，往往都是將新法測定的結果同凱氏法比較［3-5］，并探討其相關性，故在業界其中心地位穩固。此法不僅可測蛋白質、氨基酸總氮含量，偶氮、亞硝酸鹽或硝基、肼等化合物中的氮經處理后，也能測得良好的結果［6-8］。所以本次實驗室能力驗證計劃的考查對象定為CNAST0804《藥品中氮含量的測定（氮測定常量法）》。CNAST0804《藥品中氮含量的測定（氮測定常量法）》是由上海市食品藥品檢驗所負責實施的中國合格評定國家認可委員會（CNAS）的能力驗證計劃。推薦的檢測方法為《中國藥典》2010年版二部附錄Ⅶ D，第一法（常量法），樣品氮含量的質量分數在15%～20%，樣品于105℃干燥至恒重后測定，重復性條件下測定2次，測試結果以質量分數（%）表示，結果保留至小數點后2位。

1 儀器與試藥

凱氏燒瓶（500 ml）、氮氣球、冷凝管、錐形瓶（500 ml）、滴定管（50 ml）、精密天平（型號：JA2003）、分析天平（型號：CP225D）。

樣品1份（白色粉末狀樣品，采用透明玻璃瓶包裝，鋁蓋密封。每瓶裝量約1 g，由上海市食品藥品檢驗所提供）；無水碳酸鈉（天津永晟精細化工有限公司）；硫酸銅（天津市化學試劑一廠）；硫酸（錦州市古城化學試劑廠）；40%氫氧化鈉溶液：取氫氧化鈉（國藥集團化學試劑有限公司）40 g，加水至100 ml使溶解，搖勻；2%硼酸溶液：取硼酸（天津市科密歐化學試劑有限公司）2 g，加水至100 ml使溶解，搖勻；甲基紅-溴甲酚綠混合指示液：取0.1%甲基紅的乙醇溶液20 ml，加0.2%溴甲酚綠的乙醇溶液30 ml，搖勻；硫酸滴定液：0.05 mol/L，定值日期：2015年11月3日，F值：1.047。以上試劑試藥均為分析純。

2 方法與結果

2.1 測定方法

具體檢測方法［9］為：取本品于105℃干燥至恒重，精密稱定，置干燥的500 ml凱氏燒瓶中，然后依次加入無水硫酸鈉10 g和硫酸銅粉末0.5 g，再沿瓶壁緩緩加入硫酸20 ml；在凱氏燒瓶口放一小漏斗并使凱氏燒瓶成45°斜置，用直火緩緩加熱，使溶液的溫度保持在沸點以下，等泡沸停止，強熱至沸騰，俟溶液成澄明的綠色后，繼續加熱30分鐘，放冷。沿瓶壁緩緩加水250 ml，振搖使混合，放冷后，加40%氫氧化鈉溶液90 ml（不同于藥典標注的75 ml），注意使沿瓶壁流至瓶底，自稱一液層，加鋅粒5粒，用氮氣球將凱氏燒瓶與冷凝管連接；另取2%硼酸溶液50 ml，置500 ml錐形瓶中，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴；將冷凝管的下端插入硼酸溶液的液面下，輕輕擺動凱氏燒瓶，使溶液混合均勻，加熱蒸餾，至接收液的總體積為250 ml時，將冷凝管尖端提出液面，使蒸汽沖洗1分鐘，用水淋洗尖端后停止蒸餾。餾出液用硫酸滴定液（0.05 mol/L）滴定至溶液由藍綠色變為灰紫色，并將滴定結果用空白試驗校正。

2.2 結果

結果見表1。

3 能力驗證計劃結果

2016年1月28日上海市食品藥品檢驗所給予的評價結果是：滿意。見表2。

4 討論

采用凱氏定氮法測定蛋白質和絕大多數氨基酸的總氮含量，其反應機理是在有催化劑的條件下，用硫酸消化樣品將有機氮都轉變為無機銨鹽，然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨，隨水蒸汽蒸餾出并為過量的硼酸液吸收，再以硫酸滴定液（0.05 mol/L）滴定，可計算出樣品中的含氮量。

表1 樣品實驗結果

表2 評價結果

本方法注意事項：（1）硫酸為保證質量，最好臨用新開，且加用量要充足。（2）開始時應緩慢加熱，受熱要均勻，凱式燒瓶與實驗臺成45°角，有利于加熱時回流，并全程在通風櫥內操作。（3）氫氧化鈉溶液用量要適當。在凱式燒瓶中加入氫氧化鈉的目的是中和硫酸，使溶液呈堿性放出氨氣，在堿性環境中溶液呈綠色，這可能與氫氧化銅的生成有關，當加入氫氧化鈉量為藥典所述的75 ml時，溶液出現了分層并有氣泡產生的現象，直至溶液呈澄清藍色。當接收液在總體積達到250 ml時，其仍未變色（仍為原來的灰紫色），可見其未能接收到足量氨氣。溶液中依次調整氫氧化鈉加入量，使之從75 ml、80 ml、85 ml到90 ml，當加入90 ml時，溶液產生氣泡和藍黑色渾濁，幾分鐘后，接收液亦隨之變色，繼續加熱蒸餾，至接收液的總體積為250 ml時，將冷凝管尖端提出液面，蒸汽沖洗1分鐘，用水淋洗尖端后停止蒸餾。對于凱氏定氮法來說氫氧化鈉的量太少或太多都會影響實驗的成敗，太少會使反應不完全，太多會影響實驗結果。因此氫氧化鈉溶液的使用量是本實驗的關鍵。

凱氏定氮法就像一個標桿，給實驗人員指明了方向，但是每個實驗都有它自身的特殊性，這就要求實驗人員不要故步自封，掌握原理和關鍵點，靈活運用知識，在實踐中認識和提高。

［1］良云. 中國藥典氮測定法（凱氏法）的注釋與討論［J］. 中國藥學雜志，1957，5（7）：324-328.

［2］Kjeldahl J. New method for the determination of nitrogen in organic substances［J］. Zeitschrift für analytische Chemie，1883，22（1）：366-383.

［3］Wang H，Pampati N，Mccormick WM，et al. Protein Nitrogen Determination by Kjeldahl Digestion and Ion Chromatography［J］.J Pharm Sci，2016，105（6）：1851-1857.

［4］Chromy V，Vinklárková B，?prongl L，et al. The Kjeldahl method as a primary reference procedure for total protein in certified reference materials used in clinical chemistry. I. A review of Kjeldahl methods adopted by laboratory medicine［J］. Crit Rev Anal Chem，2015，45（2）：106-111.

［5］Vinklárková B，Chromy V，?prongl L，et al. The Kjeldahl method as a primary reference procedure for total protein in certified reference materials used in clinical chemistry. II. Selection of direct Kjeldahl analysis and its preliminary performance parameters［J］.Crit Rev Anal Chem，2015，45（2）：112-118.

［6］?piri? Z，Stafilov T，Vu?kovi? I，et al. Study of nitrogen pollution in Croatia by moss biomonitoring and Kjeldahl method［J］. J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng，2014，49（12）：1402-1408.

［7］Abrams D，Metcalf D，Hojjatie M. Determination of kjeldahl nitrogen in fertilizers by AOAC official methods 978.02： effect of copper sulfate as a catalyst［J］. J AOAC Int，2014，97（3）：764-767.

［8］黃健. 氮測定法應用中有關問題的探討［J］. 臟器生化制藥，1983（3）： 43-44.

［9］國家藥典委員會編. 中華人民共和國藥典［S］. 2010年版二部，附錄Ⅶ D：47.

Determination of the Total Nitrogen Content in Some Unknown Compound by the Kjeldahl Method

LI Wentao1ZHOU Yan2HU Jia1WANG Lei31 The Third Inspection Room，Drug Inspection and Testing Center of Jinzhou，Jinzhou Liaoning 121001，China，2 The Frist Inspection Room，3 Quality Assurance Office

ObjectiveAccording to the ability verification plan by CNAS，to measure the nitrogen content in some unknown compound.MethodsBy using the Kjeldahl method.ResultsThe nitrogen content in some unknown compound was 18.65%.ConclusionThis method is classical，accurate and suitable for conventional analysis，and it can calculate the total nitrogen content in some unknown compound quickly and accurately.

The Kjeldahl method，Some unknown compound ，Nitrogen content

TS47

A

1674-9316（2016）24-0110-03

10.3969/j.issn.1674-9316.2016.24.063

1 錦州市藥品檢驗檢測中心檢驗三室，遼寧 錦州121001；2 檢驗一室；3 質保辦

周燕，E-mail：yougen8405@126.com