凯氏定氮法测定某未知含氮化合物氮含量

李文韬周 燕胡 佳王 蕾

凯氏定氮法测定某未知含氮化合物氮含量

李文韬1周 燕2胡 佳1王 蕾3

目的按中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的能力验证计划，测定某含氮化合物中氮含量。方法采用凯式定氮法。结果测得该未知化合物中氮含量为18.65%。结论方法经典准确，适用于常规分析，能够迅速、准确的计算出未知含氮化合物中总氮含量。

凯式定氮法；某未知化合物；氮含量

氮的测定方法一般包括杜马氏法（Duma’s method）、韦氏法（Will and Varentrap’s method）和凯式法（Kjeldahl’s method）［1］。凯氏定氮法（简称凯式法）最初是由Johan Kjeldahl［2］发现用来测定有机化合物中氮含量的一种方法。一百多年来，其经典地位从未动摇，收载于各版中国药典和美国药典附录中。当报道一种新定量方法时，往往都是将新法测定的结果同凯氏法比较［3-5］，并探讨其相关性，故在业界其中心地位稳固。此法不仅可测蛋白质、氨基酸总氮含量，偶氮、亚硝酸盐或硝基、肼等化合物中的氮经处理后，也能测得良好的结果［6-8］。所以本次实验室能力验证计划的考查对象定为CNAST0804《药品中氮含量的测定（氮测定常量法）》。CNAST0804《药品中氮含量的测定（氮测定常量法）》是由上海市食品药品检验所负责实施的中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的能力验证计划。推荐的检测方法为《中国药典》2010年版二部附录Ⅶ D，第一法（常量法），样品氮含量的质量分数在15%～20%，样品于105℃干燥至恒重后测定，重复性条件下测定2次，测试结果以质量分数（%）表示，结果保留至小数点后2位。

1 仪器与试药

凯氏烧瓶（500 ml）、氮气球、冷凝管、锥形瓶（500 ml）、滴定管（50 ml）、精密天平（型号：JA2003）、分析天平（型号：CP225D）。

样品1份（白色粉末状样品，采用透明玻璃瓶包装，铝盖密封。每瓶装量约1 g，由上海市食品药品检验所提供）；无水碳酸钠（天津永晟精细化工有限公司）；硫酸铜（天津市化学试剂一厂）；硫酸（锦州市古城化学试剂厂）；40%氢氧化钠溶液：取氢氧化钠（国药集团化学试剂有限公司）40 g，加水至100 ml使溶解，摇匀；2%硼酸溶液：取硼酸（天津市科密欧化学试剂有限公司）2 g，加水至100 ml使溶解，摇匀；甲基红-溴甲酚绿混合指示液：取0.1%甲基红的乙醇溶液20 ml，加0.2%溴甲酚绿的乙醇溶液30 ml，摇匀；硫酸滴定液：0.05 mol/L，定值日期：2015年11月3日，F值：1.047。以上试剂试药均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 测定方法

具体检测方法［9］为：取本品于105℃干燥至恒重，精密称定，置干燥的500 ml凯氏烧瓶中，然后依次加入无水硫酸钠10 g和硫酸铜粉末0.5 g，再沿瓶壁缓缓加入硫酸20 ml；在凯氏烧瓶口放一小漏斗并使凯氏烧瓶成45°斜置，用直火缓缓加热，使溶液的温度保持在沸点以下，等泡沸停止，强热至沸腾，俟溶液成澄明的绿色后，继续加热30分钟，放冷。沿瓶壁缓缓加水250 ml，振摇使混合，放冷后，加40%氢氧化钠溶液90 ml（不同于药典标注的75 ml），注意使沿瓶壁流至瓶底，自称一液层，加锌粒5粒，用氮气球将凯氏烧瓶与冷凝管连接；另取2%硼酸溶液50 ml，置500 ml锥形瓶中，加甲基红-溴甲酚绿混合指示液10滴；将冷凝管的下端插入硼酸溶液的液面下，轻轻摆动凯氏烧瓶，使溶液混合均匀，加热蒸馏，至接收液的总体积为250 ml时，将冷凝管尖端提出液面，使蒸汽冲洗1分钟，用水淋洗尖端后停止蒸馏。馏出液用硫酸滴定液（0.05 mol/L）滴定至溶液由蓝绿色变为灰紫色，并将滴定结果用空白试验校正。

2.2 结果

结果见表1。

3 能力验证计划结果

2016年1月28日上海市食品药品检验所给予的评价结果是：满意。见表2。

4 讨论

采用凯氏定氮法测定蛋白质和绝大多数氨基酸的总氮含量，其反应机理是在有催化剂的条件下，用硫酸消化样品将有机氮都转变为无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸汽蒸馏出并为过量的硼酸液吸收，再以硫酸滴定液（0.05 mol/L）滴定，可计算出样品中的含氮量。

表1 样品实验结果

表2 评价结果

本方法注意事项：（1）硫酸为保证质量，最好临用新开，且加用量要充足。（2）开始时应缓慢加热，受热要均匀，凯式烧瓶与实验台成45°角，有利于加热时回流，并全程在通风橱内操作。（3）氢氧化钠溶液用量要适当。在凯式烧瓶中加入氢氧化钠的目的是中和硫酸，使溶液呈碱性放出氨气，在碱性环境中溶液呈绿色，这可能与氢氧化铜的生成有关，当加入氢氧化钠量为药典所述的75 ml时，溶液出现了分层并有气泡产生的现象，直至溶液呈澄清蓝色。当接收液在总体积达到250 ml时，其仍未变色（仍为原来的灰紫色），可见其未能接收到足量氨气。溶液中依次调整氢氧化钠加入量，使之从75 ml、80 ml、85 ml到90 ml，当加入90 ml时，溶液产生气泡和蓝黑色浑浊，几分钟后，接收液亦随之变色，继续加热蒸馏，至接收液的总体积为250 ml时，将冷凝管尖端提出液面，蒸汽冲洗1分钟，用水淋洗尖端后停止蒸馏。对于凯氏定氮法来说氢氧化钠的量太少或太多都会影响实验的成败，太少会使反应不完全，太多会影响实验结果。因此氢氧化钠溶液的使用量是本实验的关键。

凯氏定氮法就像一个标杆，给实验人员指明了方向，但是每个实验都有它自身的特殊性，这就要求实验人员不要故步自封，掌握原理和关键点，灵活运用知识，在实践中认识和提高。

［1］良云. 中国药典氮测定法（凯氏法）的注释与讨论［J］. 中国药学杂志，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］Chromý V，Vinklárková B，Šprongl 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，Chromý V，Šprongl 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］Špirić Z，Stafilov T，Vučković 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］黄健. 氮测定法应用中有关问题的探讨［J］. 脏器生化制药，1983（3）： 43-44.

［9］国家药典委员会编. 中华人民共和国药典［S］. 2010年版二部，附录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 锦州市药品检验检测中心检验三室，辽宁 锦州121001；2 检验一室；3 质保办

周燕，E-mail：yougen8405@126.com