Μέθοδος Κιέλνταλ

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Η μέθοδος Κιέλνταλ για την ανάλυση αζωτούχων οργανικών μιγμάτων είναι ένα από τα παγκόσμια πρότυπα για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας πρωτεϊνών σε μια ποικιλία οργανικών ενώσεων, που περιλαμβάνει μεταξύ άλλων τρόφιμα, ζωοτροφές, λιπάσματα, λύματα και ορυκτά καύσιμα. Η μέθοδος παρουσιάστηκε το 1883 από τον Δανό χημικό Γιόχαν Κιέλνταλ στη Δανική Κοινότητα Χημικών και από τότε εξελίχτηκε, αλλά κράτησε τιμητικά το όνομά του, και χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα.

Μέθοδος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μέθοδος συνίσταται στη θέρμανση ενός δείγματος στους 360-410 °C με πυκνό θειικό οξύ (H2SO4), το οποίο αποσυνθέτει ("χωνεύει") το οργανικό δείγμα με οξείδωση για να απελευθερώσει το αναχθέν άζωτο ως θειικό αμμώνιο, (ΝΗ4)2SO4. Καταλύτες όπως σελήνιο, Hg2SO4 ή CuSO4 προστίθενται συχνά για να επιταχύνουν την πέψη. Προστίθεται επίσης Na2SO4 για να αυξηθεί το σημείο ζέσεως του H2SO4. Η πέψη ολοκληρώνεται όταν το υγρό διαυγάζεται με την απελευθέρωση των καπνών. Εμφανίζεται ένα σύστημα απόσταξης που απεικονίζεται παρακάτω. Kjeldahl digestion.svgKjeldahl's distillation.svg Το άκρο του συμπυκνωτή βυθίζεται σε γνωστό όγκο πρότυπου οξέος. Ένα ασθενές οξύ όπως το βορικό οξύ (H3BO3) χρησιμοποιείται συχνά. Το διάλυμα του δείγματος στη συνέχεια αποστάζεται με μικρή ποσότητα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH). Το ΝaΟΗ αντιδρά με το αμμώνιο (ΝΗ4+) σε αμμωνία (NH3). Η συγκέντρωση ιόντων αμμωνίου στο όξινο διάλυμα, και συνεπώς η ποσότητα του αζώτου στο δείγμα, μετράται με τιτλοδότηση.Η τιτλοδότηση γίνεται με ισχυρό οξύ γνωστής συγκέντρωσης. Δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την ακριβή ποσότητα ασθενούς οξέος (π.χ. βορικό οξύ), επειδή δεν παρεμβαίνει στην τιτλοδότηση. Συνεπώς, απαιτείται ένα πρότυπο διάλυμα (π.χ. HCl) στην τιτλοδότηση. Ένας από τους κατάλληλους δείκτες για αυτές τις αντιδράσεις τιτλοδότησης είναι ο δείκτης του Τασίρο.

Στην πράξη, η ανάλυση αυτή είναι σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιημένη. Ειδικοί καταλύτες επιταχύνουν την αποσύνθεση. Αρχικά, ο καταλύτης επιλογής ήταν το οξείδιο του υδραργύρου, ώστόσο, ενώ ήταν πολύ αποτελεσματικό, οι ανησυχίες για την υγεία οδήγησαν στην αντικατάστασή του από θειικό χαλκό. Ο θειικός χαλκός δεν ήταν τόσο αποτελεσματικός όσο το οξείδιο του υδραργύρου και απέδωνε χαμηλότερα αποτελέσματα πρωτεΐνης. Σύντομα συμπληρώθηκε με διοξείδιο του τιτανίου, το οποίο είναι σήμερα ο εγκεκριμένος καταλύτης σε όλες τις μεθόδους ανάλυσης πρωτεϊνών στις επίσημες μεθόδους.

Εφαρμογή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ποσοστό Αζώτου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Όπου Vf ισοδύναμος όγκος, V0 ισοδύναμος όγκος τυφλού, F μοριακός παράγοντας αντίδρασης (1 = , 2 = ), c μοριακότητα τιτλοδότη, f παράγοντας τιτλοδότη και m μάζα δείγματος σε g.

Ποσοστό Πρωτείνης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]