Kjeldahl.
Nguyên lý
Phương pháp xác định N tổng số trong đất được tiến hành qua hai bước: Bước 1: Vô cơ hóa chuyển toàn bộ các dạng N trong mẫu sang dạng N- NH4+
Mẫu đất được vô cơ hóa trong hỗn hợp acid Sulfuric-salicylic có sự tham gia của hỗn hợp xúc tác CuSO4:Na2SO4:Se. Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy và giải phóng ra đạm dưới dạng NH4+ theo các phản ứng sau:
CH2NH2OH +3H2SO4 2CO2 + 3SO2 + 4H2O + (NH4)2SO4
C6H4OH-COOH + HNO3 C6H3(OH)(NO2)CHOOH + H2O Salisilic acid Nitrosalisilic acid
Nitrosalisilic acid dưới tác dụng của Na2SO4
6H2SO3 + 2C6H3(OH)(NO2)COOH + H2O2C6H3(OH)(NO2)COOH + 6H2SO4
2C6H3(OH)(NO2)COOH + 12 H2SO4 (NH4)2SO4 + 14 CO2 + 6SO2 + 3H2O
Các chất xúc tác như K2SO4, Na2SO4 có tác dụng nâng cao nhiệt độ sôi. Se, Hg thúc đẩy quá trình oxy hóa các chất hữu cơ. FeSO4 làm gia tăng quá trình khử. Cu là chất có tính khử được dùng rộng rãi.
CuSO4 + C Cu2SO4 + CO2 + SO2
Cu2SO4 + H2SO4 2CuSO4 + CO2 + 2H2O
Kết thúc phản ứng toàn bộ đạm trong các liên kết (N-N, N-O) đã được chuyển thành NH4+, dạng muối (NH4)2SO4. Do CuSO4 sau khi tham gia công phá mẫu hoàn nguyên trở về trạng thái ban đầu làm dung dịch vô cơ có màu xanh, nên ngoài vai trò là chất xúc tác còn được xem như chất chỉ thị kết thúc của quá trình vô cơ hóa.
Bước 2: Xác định hàm lượng N trong mẫu bằng phương pháp chưng cất Kjeldahl
Cho dung dịch NaOH đậm đặc tác dụng với (NH4)2SO4. Khí NH3 sinh ra được hơi nóng từ dàn chưng cất đẩy thoát qua ống ngưng lạnh tạo thành NH4OH. Hứng NH4OH vào dung dịch acid boric 2%. Với sự hiện diện của chất chỉ thị màu methyl red-bromocresol green dung dịch có màu xanh. Dùng H2SO4 đã biết trước nồng độ chuẩn độ cho đến khi mẫu chuyển màu từ xanh lam sang tím đỏ. Hàm lượng N tổng số được xác định dựa vào hàm lượng acid tiêu hao.
Các phản ứng được minh họa như sau:
(NH4)2SO4 + NaOH Na2SO4 + 2NH3 + H2O 2NH3 + H2O < NH4OH
NH4OH + H3BO3 NH4H2BO3 + H2O
2NH4H2BO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + H3BO3 (1) N tổng số được tính theo công thức:
W V V N V V N 2 1 0) 0.014 100 ( % Trong đó:
V: Lượng H2SO4 tiêu hao khi chuẩn độ mẫu thật, ml V0: Lượng H2SO4 tiêu hao khi chuẩn độ mẫu blank, ml V1: Thể tích dung dịch vô cơ hóa, ml
V2: Thể tích dung dịch vô cơ hóa đem chưng cất, ml N: Nồng độ đương lượng H2SO4 dùng chuẩn độ
(V-V0) x N: Số đương lượng N trong V2 ml dung dịch vô cơ hóa, meq 0.014: Hệ số tính từ meq N ra g N
Dựa vào phản ứng (1) ta có:
1 phân tử H2SO4 tác dụng với 2 phân tử NH4H2BO3 2 phân tử NH4H2BO3 có 2 nguyên tử N, 14 x 2 = 28 g N Như vậy:
1M H2SO4 tác dụng với 28 g N 1N H2SO4 tác dụng với 14 g N
=> 1 meq H2SO4 tác dụng với 0,014 g N W: Trọng lượng mẫu phân tích, (g).
100: Hệ số đổi ra %