Практикум по агрохимии учебное пособие

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО АЗОТА В РАСТЕНИЯХ (ПО КЬЕЛЬДАЛЮ)
При определении азота в органических азотистых веществах по методу Кьельдаля результаты получаются исключительно точные.
Сущность метода заключается в следующем. Растительный продукт, содержащий белковые вещества, минерализуют сжи­ганием в крепкой серной кислоте. Серная кислота окисляет углерод органического вещества до углекислоты, водород — до роды; при этом сама серная кислота раскисляется в сернистый газ и восстанавливает азот органического вещества до аммиака. Образовавшийся в результате минерализации азот связывается серной кислотой в виде сернокислого аммиака;
RCHNH2COOH + H2SO4 - СО2 + SO2 + Н₂0 + NH3, 2NH₃ + H2SO4 - (NH4)2S0₄.
Из образовавшегося сернокислого аммония, нелетучего и постоянного при температуре кипения серной кислоты, крепкой щелочью выделяют аммиак и отгоняют его в титрованную серную кислоту:
(NH4>2S04 + 2NaOH = Na2S04 + 2Н2О + 2NH3.
Аммиак улавливается титрованной серной или 2%-ной борной кислотой:
H2SO4 + 2ЫНз - <NH₄)2S04,
3NH40H + Н3ВО3 - (NH₄)2B0₃ + 2Н₂0.
По количеству кислоты, затраченной на связывание амми­ака, вычисляют количество азота.
В качестве катализаторов в зависимости от сжигаемого вещества применяют сернокислую медь, перекись водорода, ртуть, марганцевокислый калий, селен и др. Чаще других используют металлический селен или перекись водорода. Для повышения температуры кипения серной кислоты добавляют сернокислый калин.
По Банеру, температура кипения концентрированной серной кислоты +329*, температура кипения серной кислоты, содер­жащей 1 г/мл K2SO4, +365°, содержащей 2 г/мл K2SO4, +410°.
Разложение органического вещества протекает медленно и может быть неполным, если озоление проводить при темпе­ратуре ниже +360°, при температуре выше +410" возможны потери азота.
Длительное озоление необходимо для минерализации ряда устойчивых гетероциклических соединений — пиридина, про­изводных хинолина. В присутствии такого ряда соединений образование светлого раствора не является показателем пол­ноты разложения органического вещества. Л.А.Воробьева реко­мендует после обесцвечивания раствора в колбах озоление продолжать в течение нескольких часов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА МАКРОМЕТОДОМ ПО КЬЕЛЬДАЛЮ
Реактивы: 0,1 н раствор едкого натра; 0,1 н раствор серной кислоты; концентрированная серная кислота (плотность

84. 
    ; 2%-ный раствор борной кислоты (НзВОз); смесь сер­нокислого калия и сернокислой меди (K2SO4 + C11SO4 * 5НгО) на 10 частей х.ч. K2SO4 берут 1 часть CuSC>4 ^х 5Н2О, которую растирают в фарфоровой ступке в тонкий порошок; мстилрот; 0,1 г метилрота растворяют в 30 мл спирта и разбавляют до 50 мл водой; порошок металлического селена или пергидроль; 40%-ный раствор NaOH или КОН. Твердую щелочь отвеши­вают на технических весах в фарфоровой чашечке. Навеску щелочи — 400 г переносят в большой фарфоровый стакан, который ставят в сосуд с водой. Затем в сгакан приливают 600 мл воды при помешивании стеклянной палочкой. Раство­рение щелочи сопровождается сильным разогреванием. Пере­мешивание не прекращают до полного растворения щелочи. Раствор оставляют до следующего дня. Отстоявшийся раствор сливают или отфильтровывают через стеклянную вату в бутыль и закрывают каучуковой пробкой.
    

Ход а н а л и з а. На аналитических весах отвешивают в пробирке 0,2-0,3 г растертого растительного материала, переносят в колбу Кьельдаля (пробирку вновь взвешивают, по разности массы пробирки с навеской и без навсскн определяют массу навески). Материал в колбе смачивают водой, заливают 10 мл концентрированной серной кислоты и оставляют на 12-24 ч. Затем в колбу в качестве катализатора добавляют несколько кристаллов селена или несколько капель перекиси водорода, 3 г смеси K2SO4 и C11SO4. После прибавления всех
этих реактивов следует перемешать содержимое колбы. Пере­мешивание нужно производить осторожно, круговым движени­ем колбы при легком встряхивании, чтобы содержимое не растекалось по стенкам. Отверстие колбы прикрывают стек­лянной втулкой или просто маленькой химической воронкой и ставят колбу в наклонном положении на асбестовую сетку. Нагревание ведут сначала на маленьком пламени; с появле­нием в ней белых паров сернистого газа нагревание усиливают и кипятят до .полного обесцвечивания раствора. После обесц­
в

2. Прибор для отгона аммиака (но Кьельдалю).
ечивания его озоление про­должают в течение нескольких часов. После сжигания мате­риала колбу охлаждают, при­ливают осторожно при поме­шивании 20-30 мл воды и количественно переносят ее содержимое в мерные колбы на 100-200 мл, перемешивают, если объем уменьшился, водой доводят его до метки.
Отгон аммиака. Аппаратура для отгона амми­ака состоит из плоскодонной или круглодонной колбы ем­костью 500 мл, каплеулови- теля, холодильника, трубки с шариком и приемной кони­ческой колбы на 250 мл (рис.2)
Минерализованный раствор переливают в отгонную колбу. Одновременно с этим готовят приемник: в колбу или хими­ческий стакан емкостью 300­500 мл наливают нз бюретки 30 мл 0,1 н раствора серной кислоты или 30 мл 2%-ной НэВОз, добавляют несколько капель (2-3) раствора метил- рота и ставят к прибору для отгона так, чтобы конец труб­
ки с шариком, соединенный с холодильником, был погружен в кислоту.
Затем устанавливают отгонную колбу в наклонном по­ложении, осторожно по стенке приливают из цилиндра 35-40 мл 40%-ного раствора КОН или NaOH так, чтобы щелочь опустилась на дно колбы, не перемешиваясь с содержащимся в ней раствором для устранения потери аммиака.
После вливания щелочи колбу немедленно закрывают кап- леуловителем, а содержимое ее осторожно взбалтывают. Если после взбалтывания появится малиновая окраска, это ука­зывает на то, что щелочи влито достаточное количество; если окраска не появляется, необходимо добавить щелочи (40% -ной щелочи берут в 4 раза больше взятой для сжи­гания кислоты). Затем включают нагревание и отгоняют ам­миак. Через 20- 25 мин отгона следует опустить приемник так, чтобы раствор аммиака стекал по стснке стакана. Еще через 15-20 мин, когда в колбе останется 1/3 первона­чального объема жидкости, отгон закончить. Окончание от­гона контролируют реактивом Несслера. Для этого в про­бирку берут некоторое количество раствора и прибавляют 2-3 капли реактива Несслера; если раствор не пожелтеет, отгон аммиака закончен. После окончания отгона смывают из промывалки кончик холодильника дистиллированной водой в приемник, и избыток серной кислоты, не связавшейся с аммиаком, титруют 0,1 Ь раствором щелочи из бюретки до перехода окраски в светло-желтую.
В
■°/ /О »
ычисление результатов анализа ведут по формуле: (а-б) • 0.1 • 0,014 ■ 100,
X = Н
где X — содержание азота в % на воздушно-сухое вещество; Н — навеска исследуемого вещества, г; а — количество 0,1 н раствора серной кислоты, взятой в приемник, мл; б — количество 0,1* н раствора щелочи, пошедшее на титрование остатка серной кислоты в при­емнике, мл; 0,1 — нормальность титрованного раствора серной кислоты; 0,014 — вес азота, мэкв; 100 — для выражения результатов в %. .
По разности между взятой кислотой и количеством ще­лочи, пошедшей на титрование свободной кислоты, определяют количество кислоты, связанной с образовавшимся аммиаком. 1 мл 0,1 н раствора серной киелогы связывает аммиак в
количестве, соответствующем 0,014 г азот; (величина посто­янная).