ケルダール法による粗タンパク質の定量

kjeldahl@2x
ある食品1.0gを濃硫酸中で加熱分解し,\ 食品中のすべての窒素を硫酸アンモニウムに 変換した.\ これに水酸化ナトリウム水溶液を加えて発生したアンモニアを0.20mol/L の希硫酸20mLに吸収させた.\ 残存する硫酸を中和滴定したところ,\ 0.10mol/Lの水酸 化ナトリウム水溶液30mLを要した.\ この食品中に含まれるタンパク質の質量\%を求 めよ.\ ただし,\ タンパク質中の窒素含有量を16\%とする. ${N}=14$ ケルダール法による粗タンパク質の定量 \試料中の窒素含有量を調べる分析法. 硫酸カリウムおよび硫酸銅(触媒)のもと,\ 窒素を含む試料を濃硫酸中で加熱分解する. すると,\ タンパク質中の全ての窒素{N}が硫酸アンモニウム{(NH₄)2SO₄に変化する. さらに,\ 硫酸アンモニウムに強塩基を加えると,\ アンモニアNH₃}が発生する.   ${(NH₄)2SO₄ + {2NaOH ->[弱塩基の遊離] Na2SO₄} + {2NH₃^ + {2H₂O}$ アンモニア}を過剰の希硫酸に完全に吸収}させる. 残った硫酸}を中和滴定で定量}する(逆滴定). {酸の物質量(mol){塩基の物質量(mol アンモニアの物質量を$x$[mol]とすると {2(価) 窒素原子の質量は  $ タンパク質の質量は 序盤の処理で,\ タンパク質中の{N}原子を,\ {N}2mol}\ →\ {(NH₄)2SO₄}1mol}\ →\ NH₃2mol}\ と変化させる. {N}:NH₃=2:2=1:1より,\ N}原子の物質量を求めることとNH₃の物質量を求めることは等しい.} このように,\ 試料中の{N}原子をNH₃に変換して定量するのがケルダール法である. NH₃の定量は逆滴定で行われる.\ 中和滴定の根幹は\ {({H+}の物質量)=({OH-}の物質量)}\ である. つまり,\ ({H₂SO₄}の{H+}のmol})=(NH₃の{OH-}のmol})+({NaOH}の{OH-}のmol})である. これにより,\ NH₃の物質量,\ すなわち窒素原子の物質量が求められる. さらに,\ 窒素の原子量と窒素原子の物質量を掛けると,\ 窒素原子の質量が求まる. タンパク質の16\%が窒素であることを考慮し,\ タンパク質の質量に換算する. {7.010^{-2} g:16\%=y[g]}:100\%}\ より タンパク質の質量y=7.010^{-2}{100}{16} 後は食品1.0\text g中のタンパク質0.4375g}の割合を求めればよい. タンパク質は,\ 種類によって多少の差はあるものの,\ {平均すると約16\%の窒素を含んでいる.} {窒素含有量を\ {100}{16}=6.25倍すると,\ 食品のタンパク質含有量が粗く求まる}というわけである.
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