一、定義

    測(cè)定化合物中含氮元素量的分析方法稱(chēng)為氮測(cè)定法。

二、原理

    將供試品置凱氏燒瓶中，加硫酸、硫酸鉀（或無(wú)水硫酸鈉）、無(wú)水硫酸銅，加熱裂解，將氮變?yōu)殇@鹽，然后堿化反應(yīng)進(jìn)行蒸餾使氨釋放，同時(shí)用硼酸溶液收集，再用硫酸滴定液滴定，以氮的量計(jì)算供試品的含量。

三、測(cè)定步驟

（一）消化（或破壞）

    1.消化原理

    將一定量的樣品與濃硫酸共熱，則有機(jī)物中的碳和氫被濃硫酸氧化成CO₂和H₂O，而氮?jiǎng)t轉(zhuǎn)變成NH₃；H₂SO₄被還原為SO₂和H₂O。生成的CO₂、SO₂和H₂O由溶液中逸去，而NH₃則與過(guò)量的H₂SO₄結(jié)合成NH₄HSO₄或(NH₄)₂SO₄保留在溶液中。

    為了使有機(jī)物的破壞能迅速完全，通常采用升高溫度和加入催化劑兩種辦法。在增高溫度方面常加入不易揮發(fā)的無(wú)水堿金屬硫酸鹽（K₂SO₄或Na₂SO₄）以提高濃硫酸的沸點(diǎn)，阻止高溫下濃硫酸的分解。在催化劑方面，常加入少量CuSO₄（無(wú)水）、HgO、CuO、Se、H₂SeO₃等催化劑，其中以CuSO₄*常用。

    2.消化操作要求

    （1）將供試品放入凱氏燒瓶中時(shí)，注意勿使供試品粘著瓶頸，如已沾著瓶頸，可在緩緩加硫酸時(shí)，用硫酸沖入。

    （2）破壞時(shí)有部分硫酸蒸發(fā)及分解出有毒氣體，故須在毒氣柜中進(jìn)行，以免中毒。

    （3）使凱氏燒瓶成45^o斜置，可防止在加熱過(guò)程中供試品液飛濺的損失，防止瓶外的雜質(zhì)掉入瓶?jī)?nèi)。

    （4）切勿將燒瓶口朝向自己或他人，以防加熱炮沸時(shí)濺出傷人。

    （5）在凱氏燒瓶口放一小漏斗，有回流冷凝的作用，防止硫酸的揮發(fā)。

    （6）開(kāi)始加熱時(shí)，應(yīng)用直火緩緩加熱，使溶液的溫度保持在沸點(diǎn)以下，防止突然高溫時(shí)，造成泡沫沖出而遭損失。

    （7）等泡沸停止，強(qiáng)熱至沸騰，俟溶液成澄明的綠色后，除另有規(guī)定外，繼續(xù)加熱至規(guī)定時(shí)間，放冷。

    （8）有必要時(shí)（如瓶壁上部有黑色殘?jiān)?，可輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)或搖動(dòng)燒瓶，時(shí)供試品能充分與硫酸接觸，以保證破壞完全。

（二）蒸餾

    1.蒸餾原理

    于消化后已冷卻的NH₄HSO₄或(NH₄)₂SO₄溶液中，加入濃NaOH溶液并加熱，可使NH₃再游離出來(lái)。

   NH₄HSO₄＋NaOH→NH₃↑＋NaHSO₄＋H₂O

               Δ

或  (NH₄)₂SO₄＋2NaOH→2NH₃↑＋Na₂SO₄＋2H₂O

                   Δ

    一般采用通入水蒸氣加熱的辦法使NH₃逸出，將逸出的NH₃吸收在H₃BO₃溶液中。

    NH₃＋H₃BO₃→NH₄BO₂＋H₂O

    2.蒸餾操作要求

    （1）破壞完成以后的溶液，放冷有白色固體析出，于尚未完全凝固時(shí)，緩緩加適量純化水溶解，放冷至室溫。

    （2）在堿化前，先將蒸餾裝置清洗好，安裝好，并檢查不得漏氣。若用水蒸氣蒸餾時(shí)，蒸汽發(fā)生器已沸騰。

    （3）冷凝管的**應(yīng)插入吸收液面下2/3處，使吸收完全，防止倒吸現(xiàn)象。

    （4）將足夠量的氫氧化鈉溶液注意使沿瓶壁緩緩流至瓶底，自成一液層，以減少酸堿作用范圍，待全部裝置妥善后，再使其與酸液混合，否則會(huì)因強(qiáng)酸強(qiáng)堿中和時(shí)產(chǎn)生大量的熱而使氨逸出損失。

    （5）在常量法直接蒸時(shí)，加鋅粒是為防止過(guò)熱后出現(xiàn)爆沸，為止爆劑，但必須在加入堿液后，再加入鋅粒，以免鋅粒與硫酸作用而很快消耗掉。

    （6）在半微量法中，在發(fā)生水蒸氣的圓底燒瓶中加甲基紅指示液數(shù)滴，加稀硫酸使成酸性，是為防止水中含有氨等揮發(fā)性堿性物質(zhì)隨水蒸氣帶入蒸餾器中，從而進(jìn)入吸收液影響結(jié)果。注意一定不能使用鹽酸等揮發(fā)性酸調(diào)酸性，防止揮發(fā)性酸進(jìn)入蒸餾器內(nèi)中和堿液，或進(jìn)入吸收液影響結(jié)果。

    （7）安裝時(shí)，圓底燒瓶的蒸氣出口應(yīng)低于蒸餾器的蒸氣入口，使蒸氣帶起的小水滴再回流到圓底燒瓶中，防止進(jìn)入蒸餾器的夾層中降低蒸餾溫度。

    （8）圓底燒瓶中加玻璃珠或沸石數(shù)粒，以防止產(chǎn)生爆沸現(xiàn)象。

    （9）蒸餾開(kāi)始不可太快，以免蒸出的氨未及吸收而逸失。

    （10）加熱的火力應(yīng)穩(wěn)定，不能忽大忽小，否則會(huì)發(fā)生倒吸現(xiàn)象。

    （11）蒸餾至規(guī)定接受體積時(shí)，先將冷凝管**提出液面，使蒸氣沖洗約1分鐘，用水淋洗**后，再停止蒸餾。

    （12）本法應(yīng)同時(shí)作空白試驗(yàn)，并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。

（三）滴定

    然后用硫酸滴定液直接滴定，其反應(yīng)式為：

   2NH₄BO₂＋H₂SO₄＋2H₂O→(NH₄)₂SO₄＋2H₃BO₃

    在這里H₃BO₃起著固定氨的作用。由于H₃BO₃的酸性極弱，它的存在并不干擾滴定。

四、不需有機(jī)破壞的含氮**

    某些含氮**（如吡拉西坦中含有酰胺結(jié)構(gòu)），可直接加入氫氧化鈉，加熱水解生成低級(jí)胺、氨，蒸餾出來(lái)，用硼酸溶液吸收，以硫酸滴定液滴定。

五、注意事項(xiàng)

    1.供試品取量應(yīng)適宜，常量法約相當(dāng)于含氮量25～30mg，半微量法約相當(dāng)于含氮量1～2mg，供試品取量太多或太少，都將影響測(cè)定結(jié)果。

    2.取用的供試品如在0.1g以上時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加硫酸的用量，使消解作用完全，并相應(yīng)地增加40%氫氧化鈉溶液的用量。

    3.樣品裂解時(shí)，用直火加熱時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)，加入硫酸鹽的量不可過(guò)多，以防硫酸銨分解。

    4.因強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中和時(shí)會(huì)發(fā)生大量的熱，使氨逸出損失。中和時(shí)應(yīng)沿器壁緩慢地加入足夠的堿液，使酸液和堿液分成兩液層。全部裝置安裝好后再混合。

    5.蒸餾時(shí)加入鋅粒或沸石為助沸止爆劑，防止強(qiáng)堿過(guò)熱后產(chǎn)生爆沸。

    6.冷凝管的**應(yīng)插入吸收液面下2/3處，使吸收完全，防止倒吸現(xiàn)象。

    7.蒸餾開(kāi)始不可太快，以免蒸出的氨未及吸收而逸失。

    8.蒸餾結(jié)束時(shí)，先將冷凝管**提出液面，以免液體回吸。

六、使用范圍

    有機(jī)含氮化合物都可用本法測(cè)其含量。根據(jù)含氮量的高低可分為常量法和半微量法。

七、允許差

    本法的相對(duì)偏差不得超過(guò)1%。