凯氏定氮法

凯氏定氢法，有时在临床领域也称为凯氏测定法，是一种常用的定量测定氮含量的方法。

在经典程序中，精确称量的样品（0.5 至 3 克，取决于其氮含量）在凯氏烧瓶中用硫酸消解。 样品中的有机成分被去除，氮被转化为硫酸铵。 添加强碱会从消化溶液中释放出氨，氨在酸中收集并通过滴定法测定。 规格以总凯氏氮给出。

还有用于 5 至 15 毫克样品的微量方法。

此外，整个测定过程可以使用全自动实验室设备实现自动化——即使同时处理多个样本——这样分析就可以在没有工作人员在场的情况下在夜间进行。

在消化过程中，样品在敞口烧瓶中与过量硫酸一起煮沸。 有机材料中的碳被氧化为二氧化碳 (CO2)，硫酸被还原为二氧化硫 (SO2)：

( C H N O ) ( P r o b e , s ) → Δ , H 2 S O 4 ( l ) C O 2 ( g ) + S O 2 ( g ) + H 2 O ( g ) + ( N H 4 ) 2 S O 4 ( s ol v )

由 Hg、Se、Cu 或 Ti 化合物组成的催化剂用于改善反应的实施。 敞口烧瓶中的消解温度受硫酸沸点的限制。 为了达到更高的温度，可以添加低挥发性化合物。 为了提高沸点，在凯氏定氮消解中使用硫酸钠或硫酸钾（Na2SO4 或 K2SO4）。

并非所有物质都可以直接消化。 如果氮存在于硝基、亚硝基或偶氮化合物中，则必须首先进行还原（例如使用锌或 Devard 合金）。

除测定氮外，硫酸消解还可用于测定有机物质中的磷、砷和金属。

消化后，氮以溶解在硫酸中的硫酸铵 (NH4)2SO4 形式存在。 当加入强碱（如 NaOH）时，硫酸被中和并排出氨，氨可以通过蒸汽蒸馏的方式定量引入酸接收器中。

原则上，任何酸都可以用于收集。 如果使用强酸，则必须准确测量，因为引入氨后剩余的酸将用碱进行反滴定。 另一方面，如果使用弱酸，例如 pKa 值为 9.25 的硼酸，收集过程中形成的强碱可以用酸滴定，而不会检测到过量的收集酸。 这具有不必精确测量弱酸的优点。 硼酸不作为质子供体直接反应，而是作为路易斯酸意义上的 OH 受体：

B ( O H ) 3 ( a q ) + H 2 O + N H 3 ( g ) ⟶ B ( O H ) 4 ( a q ) − + N H 4 ( a q ) +

对于硼酸盐的直接滴定，使用甲基红和亚甲蓝（Tashiro）的指示剂混合物，它会变成酸性。 所消耗的标准溶液体积可换算成样品中氮气的量。

有这个的该方法测定的氮含量与生物样品的蛋白质含量有关。 对于大多数食物，可以假设凯氏氮主要来自蛋白质。 将氮含量转换为蛋白质含量时，必须考虑到各个氨基酸具有不同的氮含量，并且与平均值相差甚远的蛋白质组成会导致不同的转换因子。 因此，必须使用不同的方法（例如蛋白质裂解）针对不同的蛋白质来源预先确定该因素，然后确定各个氨基酸。 以这种方式发现的蛋白质中的氮含量平均为 16%。 样品的分析确定的氮含量必须乘以 6.25 的系数才能计算出蛋白质含量。 对于小麦粉、粗面粉和雾霾，该系数为 5.7。

如果除蛋白质外还存在其他氮源，则可能会出现进一步的偏差。