Borsäure, 25 kg

Die Stickstoffbestimmung in organischem Material wird meist mit der Kjeldahl-Methode durchgeführt und findet in vielen Bereichen Anwendung, unter anderem in der Umwelt-, Lebensmittel- und Wasseranalytik, der landwirtschaftlichen Analytik, der pharmazeutischen und chemischen Industrie. Bei der klassischen Methode wird eine genau eingewogene Probenmenge mit konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen. Dabei werden die organischen Anteile entfernt und der Stickstoff reagiert zu Ammoniumsulfat.(CHNO) (s) + H₂SO₄ (aq) → CO₂ (g) + SO₂ (g) + H₂O (g) + NH₄SO₄ (solv, H₂SO₄)Zur besseren Umsetzung wird ein Katalysator oder Katalysatorgemisch, bestehend aus Kupfer, Selen, Quecksilber und/oder Titan, zugegeben. Um eine Siedepunkterhöhung der Schwefelsäure zu erreichen, wird Natrium- oder Kaliumsulfat verwendet. Ist der Stickstoff jedoch in einer Nitro-, Nitroso- oder Azo-Verbindung enthalten, muss diese Verbindung vor dem Aufschluss zuerst mit Zink reduziert werden.
Der Stickstoff liegt jetzt als Ammoniumsulfat in Schwefelsäure vor. Bei Zugabe einer starken Base (z. B. NaOH), wird die Schwefelsäure neutralisiert und Ammoniak aus der Lösung freigesetzt. NH₄SO₄ (solv) + 2 NaOH (aq) → Na₂SO₄ (aq) + 2 NH₃ (g) + 2 H₂O (l) Der Ammoniak wird mittels Wasserdampfdestillation in Säure (z. B. Borsäure) eingeleitet.B(OH)₃ (aq) + 2 H₂O (l) + NH₃ (g) → B(OH)₄^- (aq) + NH₄⁺ (aq) Die entstehende starke Base (Borat-Ion) wird mit einer starken Säure (Salzsäure oder Schwefelsäure) zurücktitriert. Die überschüssige schwache Borsäure wird dabei nicht erfasst. Für die Titration verwendet man den Tashiro-Indikator, der im Sauren umschlägt. Die verbrauchte Menge Säure kann anschließend in die Stickstoffmenge der Probe umgerechnet werden.NH₄⁺ (aq) + B(OH)₄^- (aq) + HCl (l) → NH₄Cl (aq) + B(OH)₃ (aq) + H₂O (l)Um den Proteingehalt in der Probe zu berechnen, muss man auf den unterschiedlichen Stickstoffgehalt der enthaltenen Aminosäuren achten und entsprechende Umrechnungsfaktoren einsetzen. Bei Lebensmitteln stammt der Stickstoff meist aus Proteinen, bei anderen Proben können auch andere Stickstoffquellen vorhanden sein.

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