Chương 3: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT-BAZƠ (PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA)
3.6.1.1. Phân tích nitơ
Nitơ có mặt trong rất nhiều hợp chất quan trọng trong cuộc sống như amino axit, protein, dược phẩm, phân bón, thuốc nổ, đất, thuốc nhuộm,…Vì vậy việc phân tích xác định nitơ trong các hợp chất có một tầm quan trọng đặc biệt. Phương pháp thông dụng nhất để xác định hàm lượng nitơ trong các hợp chất hữu cơ là phương pháp Kjeldahl. Phương pháp này dựa trên sự chuẩn độ axit- bazơ.
Theo phương pháp này, mẫu được phân hủy bằng axit sunfuric đặc nóng để chuyển tất cả các nitơ liên kết thành ion amoni NH4+. Dung dịch thu được đem
làm nguội, pha loãng và kiềm hóa. Amoniac giải phóng ra được chưng cất, thu hồi trong dung dịch axit và chuẩn độ bằng phương pháp trung hòa.
Giai đoạn quan trọng nhất trong phương pháp này là giai đoạn phân hủy mẫu bằng H2SO4 đặc nóng để oxi hóa cacbon và hidro trong mẫu thành CO2 và H2O. Trong khi đó sự chuyển hóa của ni tơ thành các sản phẩm khử phụ thuộc vào trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
Đối với các hợp chất amin và amit thì nó chuyển về ion amoni. Trái lại nitơ trong các hợp chất có chứa nhóm nitro, azo và azoxy thì chuyển về N2 hoặc các oxit khác nhau của ni tơ, tất cả đều bị mất trong môi trường axit. Điều này có thể tránh bằng cách xử lí mẫu với những tác nhân khử để tạo các sản phẩm như amin hoặc amit. Một cách xử lí như vậy được tiến hành bằng các thêm vào mẫu chứa axit sunfuric đặc nóng các chất axit salixylic và natri thiosunfat. Sau một thời gian ngắn việc phá mẫu được tiến hành như trước.
Các hợp chất dị vòng thơm như piridin và các dẫn xuất của chúng đặc biệt trơ nên khó phân hủy hoàn toàn bằng axit sunfuric đặc nóng.
Trong phương pháp Kjeldahl, giai đoạn phá mẫu tốn nhiều thời gian nhất. Một vài mẫu cần đun nóng đến hơn một giờ. Có một số cách để giảm thời gian phân hủy mẫu xuống như thêm kali sunfat để tăng nhiệt độ sôi của dung dịch axit sunfuric tức làm tăng nhiệt độ phân hủy mẫu. Một cách khác là thêm H2O2 vào mẫu sau khi phá mẫu để phân hủy kiệt hết các nền hữu cơ bền vững.
Nhiều chất xúc tác quá trình phân hủy mẫu bằng axit sunfuric như thủy ngân, đồng và selen ở dạng hợp chất hoặc dạng đơn chất.