КЬЕЛЬДАЛЯ СПОСОБ

КЬЕЛЬДАЛЯ СПОСОБ (Kjeldahl) количественного определения азота в органических веществах. Принцип метода: 1. Весь азот органического вещества при помощи нагревания с крепкой серной к-той и катализатором переводится в сернокислый аммоний, причем само органическое вещество разрушается совершенно (т. н. окисление, сжигание вещества); при этом углерод переходит в С0₂, водород— в воду, азот же восстанавливается в аммиак. 2. Из полученного раствора после под-щелачивания отгоняется аммиак, к-рый поглощается отмеренным, заведомо избыточным объемом титрованной к-ты (перегонка аммиака). 3. Оставшаяся не связанной с аммиаком к-та оттитровывается обратно щелочью, путем вычитания узнается количество связанной с аммиаком титрованной к-ты, следовательно количество аммиака или азота (титрование).—О б л а с т ь применения. К. с. непосредственно может быть применен лишь к веществам, содержащим азот в связи с Н или С. Что же касается нитратов, нитритов, нитро-,нитрозо-,азо-, циано- и некоторых других соединений, то при нагревании с серной к-той они не переходят количественно в аммиак. Поэтому при сжигании к ним должно быть применено восстановление в ф°Р^ме действия фенол-серной к-ты, цинковой пыли или хлористого олова. Метод Кьельдаля применим для определения как больших, так и очень малых количеств N. Соответственно различают макро-, микро- и полумикрометоды. Первый из них применяется, если навеска вещества содержит более 14 мг N. Если же количество N находится между 1,4—14 мг, то следует перейти к полумикрометоду. Наконец в случаях, когда количество азота меньше 1,4 мг, надо применить один из микрометодов, причем и здесь еще будет разница в методике в зависимости от количества N: при сравнительно больших количествах можно будет употреблять ацидометрическое титрование и п/₁₀₀ растворы; при количествах, приближающихся к 0,14 мг, преимущество представляет иодометрия и п/₂₀₀растворы. Макрокьельдаль. Сжигание вещества. Навеску вещества в 1—2 г или соответствующий объем жидкости (для мочи 5 см³) помещают в Кьельдалевскую колбу вместимостью в 100—200 см³, грушеобразн. или круглой формы, с длинной узкой шейкой (делается из особо прочного, стекла). Затем сюда же всыпают 0,5 г CuS0₄ и 3 г K₂S0₄ в порошке и приливают 15 см'^А крепкой серной кислоты. В случае трудно сгорающих веществ берут (по предложению Аргутиыского) 25 ем³ смеси серной к-ты с фосфорным ангидридом (200 г фосфорного ангидрида в 1 л крепкой или дымящейся Н₂80₄) и 0,1 см³ металлической ртути. После этого колбу нагревают на огне в наклонном положении. Предложен ряд специальных подставок для удобного нагревания нескольких колб Кьельдаля одновременно (рис. 1). Содержимое колб кипятят, пока оно, сильно потемневши вначале, не просветлеет (может остаться слабозеленоватая окраска без малейшего желтого оттенка, которая после охлаждения пропадает). Этот процесс занимает различное время в зависимости от вещества: для мочи он кончается в 25—-35 мин., для кала тянется несколько часов. Операцию следует производить под тягой. По окончании сжигания колбу охлаждают, и если работу приходится прервать, то колбу с кислой жидкостью во избежание поглощения аммиака из воздуха ставят под колокол, края к-рого погружены в разведенную серную кислоту. Перегонка аммиака производится или с помощью обычной установки для перегонки (рис. 2) или с помощью специаль-

iP³

Рисунок 1.

Рисунок 2.

ных аппаратов, где соединено несколько таких установок (рис. 3). Перегонная колба имеет объем в 600—800 см³. Она закрывается пробкой с предохранительной трубкой для улавливания щелочных брызг (рис. 4). Предварительным опытом с 5 см³ крепкой серной к-ты определяют, сколько 33%-ного едкого натра требуется для нейтрализации взятого для сжигания количества крепкой серной к-ты. Обычно для этого идет около 90 см³ раствора щелочи. Для подщелачива-ния перегоняемой жидкости берут нек-рый избыток (5—10 см³) щелочи. Содержимое колбы Кьельдаля осторожно разводят водой, переводят количественно в колбу для перегонки (общий объем жидкости—около 300 см³). Перегонку можно производить и прямо из колбы Кьельдаля, где производилось сжигание; в таком случае колба должна быть достаточно велика, а именно— объемом около 500 см³. При подщелачивании жидкости, предназначенной для перегонки, приливают не все нужное количество щелочи сразу, а только лишь % ^его> ^во избежание потери части аммиака из сильно разогревшейся жидкости; дают остыть. Тем временем в приемник с помощью пипетки отмеривают 50 см³ п/₁₀ титрованной кислоты.

==£ЗУ

Рисунок 3. В к-ту погружают конец насадки, которой кончается холодильник. Когда жидкость в перегонной колбе остынет, в нее всыпают полную чайную ложку талька в порошке, что необходимо для равномерного кипения щелочной жидкости, вливают сразу оставшееся количество щелочи и тотчас же присоединяют колбу к заранее тщательно собранному перегонному аппарату. Жидкость в колбе взбалтывают, причем она меняет цвет, и в ней выделяется голубой осадок гидрата окиси меди Си(ОН)₂, появление которого указывает на то, что прибавлено достаточное количество щелочи. Если при сжигании употреблялась ртуть, то кроме щелочи и талька в перегонную колбу следует добавить еще сернистой щелочи, K₂S или Na₂S, причем ртуть выпадает в виде сернистой ртути. Это необходимо для разрушения прочных соединений аммиака со ртутью. Удобнее всего с последней порцией щелочи влить 25 см³5%-ного раствора K₂S, отчего жидкость в колбе принимает черный цвет.—Теперь начинают осторожно нагревать жидкость и доводят до сильного кипения; жидкость должна кипеть ровно, без сильных толчков. При правильной перегонке к-ту должно засасывать лишь в добавочную трубку холодильника. Обыкновенно весь аммиак удается отогнать в продолжение 40—45 минут.

Рис.

Перед окончанием перегонки необходимо, чтобы дестилят обмыл внутренность трубки холодильника, в к-рую была засосана жидкость из приемника; для этого из-под приемника вынимают подкладки, на к-рых он стоял, так, чтобы конец холодильника оказался над к-той. Минут через 5, когда промоется холодильник, пробуют дестилят на полноту отгонки аммиака. Для этого на мгновение разобщают трубку холодильника и наконечника, смачивают красную лакмусовую бумажку каплей жидкости, стекающей по холодильнику; в случае хотя бы слабого посинения бумажки перегонку продолжают еще 15—20 минут. Титрование. Прибавив к полученной жидкости несколько капель индикатора (спиртового раствора метилрота 1:1.000 или настойки из 3 г кошенили в 250 см³ 25%-ного спирта), производят титрование п/₁₀ раствором едкого натра. Слепой опыт необходимо поставить для определения количества аммиака, содержащегося в реактивах. Обычно содержащийся в реактивах аммиак связывает лишь 0,1—0,5 ем³ п/₁₀ кислоты. Вычисление. Предположим, на титрование в слепом опыте пошло 49,5 ом³ ^п/₁₀ раствора NaOH, а при анализе—25,0 см³ того же раствора NaOH. Выделившийся аммиак связал следовательно количество к-ты, соответствующее (49,5-25,0) см* ^п/₁₀ раствора NaOH. Т. к. 1 ам^зп/ю раствора NaOH соответствует 0,001401 г азота, то во взятом для анализа количестве вещества содержалось (49,5-25,0) 0,001401 г N. Полученный результат перечисляют на проценты. М и к р о к ь е л ь д а л ь по особенностям перегонки можно разделить на след. модификации. 1) Аммиак гонится с водой по типу макрокьельдаля из колбочки для сжигания. В этом случае особую опасность представляют толчки при кипении. 2) Аммиак гонится со струей пара, проходящего в Кьель-далевскую колбу из особого парообразователя (метод Бангаидр.). Для работы по этим методам требуется навык, иначе легко происходят неудачи от засасывания и перебрасывания содержимого колбы К. и приемника. 3) Аммиак отгоняется с помощью проса-сывания струи воздуха. Эти методы требуют довольно много времени для выполнения. 4) • Аммиак отгоняется при кипячении содержимого перегонной колбы и при просасы-вании в то же время струи воздуха (метод Pincussen'a); этот метод очень похож на нижеописываемый, в нем лишь сложнее соединение приемника с аппаратом. 5) Аммиак гонится с помощью пара в эвакуированной системе. Этот метод (Парнаса) предназначен для определения очень малых количеств аммиака, но в виду сложности аппаратуры едва ли удобен для широкого применения. Аммиак отгоняется при кипячении содержимого перегонной колбы и при пропускании струи воздуха, причем это достигается нагнетанием его. Этот метод представляет нек-рые преимущества и заключается в следующем. Сжигание субстрата производится в колбах К. емкостью в 100 см³ (иногда в колбах в 50 см³). К субстрату прибавляется 1 см³крепкой H₂S0₄ и несколько капель (до 8) 10%-ного раствора CuS0₄. Если же осаждение белков в анализируемой жидкости производилось реактивом Банга, то кроме H₂S0₄ можно больше ничего не прибавлять, так как фосфорномолибденовая кислота сама по себе действует как катализатор. В последнее время Фойт (Voit) на том основании, что медь может задерживать в растворе аммиак, предложил пользоваться для сжигания пергидролем, добавляемым в количестве нескольких капель уже тогда, когда органические вещества почти сгорели и выделился уголь. Кроме этого для уменьшения толчков при пережигании но- лезно бросить в колбочку платиновую проволочку около 1 см длиной. Перегонка аммиака производится из аппарата, который очень похож на аппарат Банга (рисунок 5), но в котором вместо парообразователя находится газометр 1. Воздух из этого газометра поступает через промывалку с серной к-той в перегонную колбу совершенно так же, как пар из парообразователя в аппарате Банга. Кроме этого от макрокьель-даля аппарат отличается тем, что через воронку 2 можно впустить щелочь при закрытой колбе. Перед работой весь аппарат пропаривают. В остывшую колбу прибавляют 10 см³ воды и присоединяют ее к аппарату. Затем, если хотят вести определение иодометрически,

Рисунок 5.

берут раствор титрованной серной к-ты с прибавленным KJ0₃. Приготовляется этот раствор следующим образом: 10 см³ п/_1в раствора H_aS0₄ и 40 см³ нейтрального п/ю раствора KJO, отмеривают в мери-т ельную колбу емкостью в 100 см³ и доливают водой до метки. По отношению к серной к-те раствор— п/юо (центинормален). Такого раствора отмеряют в приемник-рюмку 2 см³ и погружают в него конец холодильника. В мерительный цилиндр наливаю^ 4—5 см³ насыщенного раствора NaOH, слитого с осад-' ка нерастворимой в нем соды и свободного следовательно от примеси ее. Это количество доводят до 10 см³ водой и полученный раствор осторожно впускают, открывая зажим, из воронки в перегонную колбу; непосредственно за тем открывают кран, ведущий к газометру, и в колбу пускают воздух с такой скоростью, чтобы пузырьки легко было считать. Под перегонную колбу подставляют горелку и жидкость доводят до сильного кипения, а через холодильник пускают сильный ток холодной воды. Благодаря пропускаемому из газометра воздуху жидкость кипит ровно, и к-та из приемника почти не засасывается в холодильник; в то же время пары аммиака вымываются из жидкости. По истечении 4 минут главная масса аммиака уже перегнана. Опуская рюмочку, вынимают конец холодильника из жидкости приемника и продолжают перегонку еще одну-две минуты, причем капли дестилята обмывают внутренность трубки. Кончая перегонку, следует попробовать капающий дестилят лакмусовой бумажкой, затем небольшим количеством воды из шприцфляша ополаскивают конец холодильника. Титрование. К дестиляту прибавляют 2 си³5 %-ного раствора KJ, не содержащего свободного J, или прямо насыпают 0,1 г KJ в порошке, причем жидкость должна приобрести бурый цвет от выделившегося иода (если этого не происходит—аммиак нейтрализовал всю к-ту, опыт испорчен и надо в след. раз взять в приемник больше к-ты или более крепкую концентрацию ее или сжечь меньше вещества). Реакция выделения иода, идущая по уравнению 5KJ + + KJO_a+6HCl=6KCl+3H₂0 + 6J, протекает не моментально; кроме того колич. выделившегося иода зависит несколько и от концентрации веществ. Поэтому, чтобы количество дестилята было всегда одинаково, важно перегонять определенное время, напр. 5—6 мин.; что же касается времени титрования, то рекомендуют его производить спустя 5 мин. после прибавления KJ. По истечении срока прибавляют 2—3 капли 1 %-ного раствора крахмала (1 г растворимого крахмала нагревают до растворения с 10—15 см³ воды, после чего раствор доливают до 100 см³ насыщенным раствором КС1; этот раствор может быть употребляем только до тех пор, пока он дает с очень разведенным раствором иода, чисто синюю окраску; если же окраска получается фиолетовая, то раствор не годен) и титруют п/₂₀₀ рас- твором гипосульфита до исчезновения синего оттенка, не возвращающегося в течение первых минут. На посинение, наступающее спустя 10—15 минут, обращать внимание не следует. Раствор гипосульфита приготовляется непосредственно перед употреблением из ^п/ю раствора его. Одновременно производят слепой опыт при тех же условиях, какие имели место при анализе. Вычисление. Предположим, что при титровании в слепом опыте на 2 ом³ п/_10в кислоты пошло 4,16 см ³ 0,005121 п гипосульфита, а в основном опыте на то же количество к-ты пошло 1,95 см³ того же гипосульфита; следовательно перегнанный аммиак связал количество к-ты, соответствующее (4,16-1.95) см³0,005121 п гипосульфита, или (4,16-1,95) 0,005121 см³нормального раствора гипосульфита. Так как 1 см³нормального раствора гипосульфита при этом титровании соответствует 0,01401 г, или 14,01 мг N, то найденное количество см³ нормального раствора гипосульфита соответствует (4,16-1,95).0,005121.14,01 мя N. Обычно количество азота выражают в мг%. Если хотят вести определение аммиака не иодометрически, а ацидометрически, то в таком случае в приемник-рюмку отмеривают 2—3 cm^z п/₁₀₀ НО и для титрования бе-РУ^Т ^п/юо раствор NaOH, свободный от соды, и раствор метилрота в 90-процентном спирте (1:10.000). Что касается полумикро метода, то он особенно применим при определении общего количества N в крови и моче; крови берется 0,1 см³ или 1 см³, разведенной в 25 раз; самое определение может быть произведено в аппарате, предназначенном для микроопределения, но только при этом следует брать больше кислоты для сжигания, больше щелочи для подщелачивания, употреблять п/₅₀ кислоту в приемнике., дольше гнать, титровать ацидометрически и раствором не слабее n/_so, Лит.: kj el da hi J., Neue Methode zur Be-stimmung des Stickstoffs In organischen Korpern, Ztschr. i. analytiscne Chemie, B. XXII, 1883; Gunning J., tlber eine Modification der Kjeldahl-Me-thode, ibid., B. XXVIII, 1889. Г. Дервиз.

Смотрите также:

КЭРТЕ Вернер (Werner Korte, родился в 1853 году), видный нем. хирург. Почти вся деятельность К. прошла вне академической работы в б-цах Берлина, где он своими блестящими работами и широкой эрудицией скоро ...
КЮВЬЕ Жорж (Georges Cuvier, 1769— 1832), знаменитый сравнительный анатом и палеонтолог. Родился в Монбеляре (Эльзас). В 1788 г., будучи домашним учителем, начал занятия по естествознанию и изучал морск. животных, особенно моллюсков ...
КЮММЕЛЬ Герман (Hermann Kummell, род. в 1852 г.), известный германский хирург, ученик Шеде. К. большую часть своей деятельности посвятил работе в б-цах города Гамбурга и создал целую плеяду учеников, имеющих уже ...
КЮРИ Мария и Пьер. Кюри Мария, урожденная Склодовская (родилась в 1867 году). После окончания курса гимназии в Варшаве продолжала свои работы в Париже на физико-математическом факультете. В1895г., после выхода замуж за ...
КЮТНЕР Герман (Hermann Kiittner, род. в 1870 году), хирург, профессор Бреславль-ского ун-тета (Германия), ученик Брунса. Автор многочисленных трудов из разных областей хирургии: ряд работ по военно-полевой хирургии относится преимущественно к началу ...