По Кьельдалю навеску 0,5—2,0 г переносят в кьельдалевские колбы для озоления разного объема — от 50 до 750 мл и заливают в зависимости от массы навески 10—25 мл крепкой H2S04 удельной массой 1,84. Колбу нагревают до обугливания навески. Так как озоление навески происходит медленно, для ускорения озоления применяют катализаторы: Гунина — металлическую ртуть или медь и K2SO4 для повышения температуры кипения; Шедда — Na2S04; Клеемана — Н202; Шерера — селен в порошке и т. д. Однако основа осталась, она заключается в переводе всего азота навески в аммиак. При использовании катализатора и температуры 300 "С сжигание заканчивается за 5—8 ч.
Химические реакции при сжигании сложны. Их можно представить лишь схематически. Серная кислота при нагревании в присутствии органических веществ распадается на оксид серы, воду и кислород: 2H2S04 = 2S02 + 2Н20 + 02.
Кислород, обладающий высокой окислительной способностью, окисляет углерод и водород органических веществ: С + 02 = С02; 2Н2 + 02 = 2Н20.
Под влиянием серной кислоты белок распадается на аминокислоты, взаимодействие их можно представить след. обр.:NH2-СН2-СООН + 3H2S04 = NH3 + 2С02 + 3S02 + 4Н20.
Получившиеся при этом диоксид углерода, оксид серы и вода улетучиваются, а аммиак связывается серной кислотой, которую для озоления берут в небольшом избытке:
2NH3 + H2S04 = (NH4)2S04.
Безазотистые органические вещества также разрушаются с образованием диоксида углерода и воды, например: С6Н1206 + 12H2S04 = 6С02 + 18Н20 + 12S02.
Освобождающаяся сера при распаде белка окисляется: S + 2 H2S04 = 3S02 + 2H20.
Химизм катализаторов можно показать на примере селена:
2 H2S04 + Se -= 2S02 + H2SeО3 + Н20.
Образовавшаяся селенистая кислота распадается на диоксид селена и воду:
H2Se03 = Se02 + H20.
Диоксид селена отдает кислород на окисление восстановленных веществ в растении, а освободившийся металлический селен снова взаимодействует с серной кислотой, и процесс повторяется: Se02 = Se + 02 .
На 1 мл серной кислоты достаточно 0,005 г селена, чтобы ускорить процесс сжигания.
В дальнейшем содержимое колбы [(NH4)2S04] переносят в отгоночную (перегонную) колбу, приливают 30—40%-ный раствор щелочи (NaOH или КОН) и проводят отгонку в титрированный раствор серной или борной кислот:
(NH4)2S04 + NaOH = Na2S04 + 2NH4OH;
2NH4OH = 2NH3 + 2H20 (в отгоночной колбе);
2NH3 + H2S04 = (NH4)2S04 (в приемной колбе).
Если в качестве катализатора используют ртуть, то в процессе озоления образуются ртутно-амидные соединения, которые разрушаются водородом; последний образуется в присутствии цинка.
Поэтому при приливании щелочи одновременно в отгоночную колбу кладут кусочек цинка. Реакция между цинком и ртутно-амидными соединениями протекает следующим образом:
Zn + 2NaOH = Zn(ONa)2 + Н2;
(NH2Hg)2S04 + H2 = (NH4)2S04 + 2Hg.
Окончание отгонки устанавливают реактивом Несслера. Для этого из-под носика холодильной трубки набирают около 2 мл раствора и приливают 1 каплю реактива, который дает с аммиаком желтоокрашенное соединение (йодистый меркураммоний). Если такой окраски нет, отгонку следует считать законченной. Количество оставшейся кислоты (не связанной аммиаком) титруют щелочью такой же концентрации в присутствии индикатора метилоранжа до слаборозовой окраски. N рассчит. по формуле: (а*К1-б*К2)*0,0014*100/Н
где а —мл 0,1 н. H2S04 в приемной колбе; К1 —поправка к титру кислоты;
б— мл 0,1 н. NaOH или КОН, пошедшей на титрование кислоты в приемной колбе;
K2 — поправка к титру щелочи; 0,0014 г азота соответствует 1 мл 0,1 н. H2S04; при использовании 0,2 н. H2S04 — 0,028 г и т. д.; 100 — коэффициент для выражения результатов в процентах; н — навеска, г.
Дальнейшее определение азота проводят колориметрическим методом в присутствии реактива Несслера, образуется комплексное соединение желтого цвета – йодистый меркураммония (NH4HgJO), интенсивность полученной окраски пропорциональна содержанию аммония.
(NH4)2SO4 + 2K2HgJ4 + 4KOH → 2NH4HgJO + 6KJ + 2H2O + K2SO4
Оптическую плотность раствора определяют на фотоэлектроколориметре (спектрофотометре) при длине волны 440 нм.
