Kjeldahl-methode

Johan Kjeldahl in 1883 toen hij de Kjeldahl-methode ontwikkelde in het laboratorium van Carlsberg.

De Kjeldahl-methode is een methode om de fractie gereduceerd stikstof, zowel organisch als anorganisch, in substanties te bepalen. De methode heet Kjeldahl-stikstof, dit is de hoeveelheid stikstof die in organische verbindingen aanwezig is en de hoeveelheid stikstof in de vorm van ammoniak en ammonium, maar alle stikstof die gebonden is in de vorm van nitraten en nitrieten, wordt genegeerd.

Deze methode werd ontwikkeld door de Deen Johan Kjeldahl in 1883, terwijl hij voor de brouwerij Carlsberg werkte.

Methode

Stap 1: Destructie van het staal (C_aH_bN_c)

Een Kjeldahl-kolf met een mestmonster en zwavelzuur aan de kook.

In de eerste stap wordt het onbekend staal behandeld met geconcentreerd zwavelzuur om het te doen ontleden en de stikstof om te zetten in ammoniumsulfaat.

$\mathrm {a\ N\ +\ H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ CO_{2}\ +\ H_{2}O\ +\ 1/2\ a\ (NH_{4})_{2}SO_{4}}$

Stap 2: destilleren

Het mengsel wordt afgekoeld tot kamertemperatuur en vervolgens wordt natriumhydroxide toegevoegd totdat een hoge, dus sterk alkalische, pH bereikt wordt:

$\mathrm {1/2\ a\ (NH_{4})_{2}SO_{4}\ +\ 2\ NaOH\ \longrightarrow \ Na_{2}SO_{4}\ +\ a\ NH_{3}\ (g)}$

Op dit mengsel wordt vervolgens een stoomdestillatie uitgevoerd. Opdat er niet te veel stoom ontsnapt, wordt een boorzuur-indicatoroplossing toegevoegd en laat men de stoom onder het wateroppervlak condenseren:

$\mathrm {H_{3}BO_{3}\ +\ a\ NH_{3}\ \longrightarrow \ a\ NH_{4}^{+}.H_{2}BO_{3}^{-}}$

Stap 3: titratie

Het ammoniak in de stoom heeft met het boorzuur gereageerd tot een ammonium-boraatcomplex waarbij waterstofionen werden opgenomen. Deze stijging van de pH wordt gemeten door te titreren met een sterk zuur, zoals zoutzuur:

$\mathrm {a\ NH_{4}^{+}.H_{2}BO_{3}^{-}+\ HCl\ \longrightarrow \ a\ NH_{4}Cl\ +\ H_{3}BO_{3}}$

Als indicator wordt een mengsel van methylrood en methyleenblauw in ethanol gebruikt. Door te vergelijken met een blanco kan men berekenen hoeveel zuur men extra heeft moeten titreren en dus hoeveel stikstof er in het monster zat.

Als men weet dat de meeste eiwit bevattende stoffen gemiddeld 16 % stikstof bevatten, kan men met een factor van 6,25 bepalen hoeveel procent eiwit een bepaalde stof bevat.