Nitrogen total Kjeldahl
El nitrogen total Kjeldahl és un paràmetro utilisat en anàlisis ambiental i en atres àmbits, com l'anàlisis d'aliments per a la determinació del nitrogen orgànic total. El método està basat el procediment desenrollat pel químic danés Johan Kjeldahl en 1883 per a determinar proteïnes en aliments (método Kjeldahl)[1] i, en el cas del anàlisis ambiental, adaptat a l'anàlisis d'aigües contaminades, aigües residuals i fancs. El paràmetro permet conéixer el contingut de nitrogen orgànic en les seues diverses formes (proteïnas i àcits nucleicos en diversos estats de degradació, urea, amina, etc.) i l'ion amoni NH4+, presents en la mostra d'aigua. És un paràmetro important en estaciones depuradores d'aigües residuals (EDAR) ya que medix el nitrogen capaç de ser nitrificado a nitrits i nitrats i, posteriorment i en el seu cas, desnitrificado a nitrogen gaseós. No inclou, per tant, els nitrat ni els nitrit. El método també és aplicable, en la seua adaptació corresponent, a l'anàlisis de sols.
Principi i metodologia general
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Método Kjeldahl.
El procediment consistix en convertir el nitrogen orgànic present en la mostra, en amoni per mig de digestió en àcit sulfúric concentrat. La determinació pel método de Kjeldahl consta de tres etapes. En una primera etapa, la mostra és descomposta per mig de l'ocupació d'àcit sulfúric calent i concentrat per a mineralizar la matèria orgànica i convertir el nitrogen que forma part de proteïnes o àcits nucleicos, en ion amoni.
Per a elevar el punt d'ebullició de l'àcit sulfúric s'afig sulfat de potassi i un catalizador, habitualment ixes de coure, seleni o mercuri.[2] Este procés de digestió convertix de forma quantitativa, als composts nitrogenats derivats de amina i amidas (aminoàcits de les proteïnes) en amoni, no aixina atres composts orgànics com la piridina, els derivats de piridina i alguns atres composts aromàtics heterocíclics, que pogueren estar presents en la mostra, ya que són particularment resistents a la descomposició total per l'àcit sulfúric. [3]
En la segona etapa, quan tota la matèria orgànica ha segut descomposta, la dissolució resultant és gelada, diluïda i neutralisada fins a pH fortament bàsic, en lo que els ions amoni de l'etapa anterior es convertixen en amoniaco, que deu ser destilat evitant qualsevol perduda d'esta substància volàtil, per lo que s'arreplega en una dissolució àcida.
En la tercera etapa, una volta que el amoniaco ha segut destilat en la seua totalitat, la dissolució resultant es valora per a establir la cantitat de amoniaco o, en algunes variants del método, es determina per mig de procediments espectrofotométricos.[4] L'equivalència és d'un mol de nitrogen per cada mol de amoniaco trobat en el destilat, lo que permet conéixer el percentage de nitrogen en la mostra original.[3]
Determinació de nitrogen Kjeldahl per mineralisació, catalizada per seleni
[editar | editar còdic]Àmbit d'aplicació
[editar | editar còdic]És un procediment que solament determina nitrogen trivalente negatiu. El nitrogen orgànic en forma d'azida, azina, azocompuesto, hidrazona, nitrit, nitroderivado, nitroso, oxima o semicarbazona no es determina cuantitativament. El nitrogen de composts heterocíclics nitrogenats pot recuperar-se de manera incompleta. Aplicable a aigües naturals, potables i residuals.
En el volum de mostra pot determinar-se un contingut de nitrogen Kjeldahl de fins a 1000 mg. Si s'ampra un volum d'ensaig de 10 ml, correspondrà a una concentració en la mostra de fins a 1000 mg/l.
Llímit de detecció 1 mg/litro quan s'utilisa un volum d'ensaig de 100 ml.
Interferències
[editar | editar còdic]La presència de nitrat o nitrit pot ser font d'errors tant positius com a negatius. Els nitrat o nitrit poden reduir-se en les condicions de l'anàlisis de l'amoni, originant-se resultats erròneament alts. Si se sospita que la concentració de nitrat o nitrit de la mostra pot causar desviacions inacceptables o be pèrdua de precisió, deu procedir-se a la reducció separada a amoni prèviament al procés de mineralisació. Es recomana realisar una determinació prèvia de nitrit o nitrat per a assegurar-se de que no es van a produir interferències. També s'obtenen resultats erròneus per defecte si el procés de mineralisació es prolonga massa. Este procés deu observar-se escrupulosament.
Principi bàsic
[editar | editar còdic]La mineralisació forma sulfat d'amoni, a partir del com es llibera l'amoni, que es destila i determina a continuació per mig d'una valoració. La conversió dels composts nitrogenats a sulfat d'amoni per mineralisació es conseguix tractant la mostra en àcit sulfúric en un alt contingut de sulfat potásico, a l'objecte d'elevar el punt d'ebullició de la mescla, en presència de seleni, que actua com a catalisador.
A continuació, es produïx la lliberació del ion amoni a partir del sulfat d'amoni per mig de l'adició d'un álcali i destilació sobre una solució indicadora en àcit bórico. Es determina l'amoni per valoració (per reculada o directa).
El método clàssic (i admés per la Norma UNE) és laboriós per lo que es pot modificar per determinació directa del ion amoni en el mineralizado per espectrofotometría a 655 nm.
NOTA: un procediment ràpit (Dr. Lange) utilisa cubetas en els reactius preparats prèviament per a facilitar l'anàlisis. El nitrogen orgànic i inorgànic és oxidat a nitrat per digestió en peroxodisulfato. Els ions nitrat reaccionen en 2,6-dimetilfenol en solució d'àcit sulfúric i fosfórico per a formar nitrofenol que es determina fotométricamente a llongitut d'ona de 345 nm.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Kjeldahl, J. (1883) "Neue Methode zur Bestimmung dones Stickstoffs in organischen Körpern" (New method for the determination of nitrogen in organic substances), Zeitschrift für analytische Chemie, 22 (1) : 366-383.
- ↑ Reeve, Roger N. (2002). Introduction to environmental analysis (en Anglés), Chichester: John Wiley & Sons, p. 150. ISBN 0-471-49295-7.
- ↑ 3,0 3,1 Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler and Stanley R. Crouch. (2015). «Cap. 16B. APLICACIONES TÍPICAS DE LAS VALORACIONES DE NEUTRALIZACIÓN», Fonaments de química analítica, Cengage Learning, pp. 388-389. ISBN 978-607-519-937-6.
- ↑ Radojevic´, M.; Bashkin, V. (2006). «Cap. 4.10.5 Organic Nitrogen», Practical Environmental Analysis (en Anglés), Cambridge: The Royal Society of Chemistry. ISBN 0-85404-679-8.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Nitrógeno total Kjeldahl» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.