1、關(guān)于元素及官能團(tuán)定量分析第1頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四第一節(jié) 元素定量分析元素定量分析是研究有機(jī)化合物的最基本的步驟之一。目的：測(cè)定未知物中各種元素的百分含量。通常測(cè)定的元素有C、H、N、X、S、P等。由元素的百分含量可以求得該化合物中各元素的組成比，從而得出實(shí)驗(yàn)式，繼而由所測(cè)的分子量求出分子式。第2頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四C、H的測(cè)定 有機(jī)化合物在燃燒管內(nèi)，在氧氣流中燃燒分解，其中 然后，再經(jīng)過(guò)加熱至500的AgMnO4氧化質(zhì)使全部定量氧化，分別以適量的吸收劑吸收，用重量法稱(chēng)重。C CO2H H2O第3頁(yè)，共26頁(yè)，2022年

2、，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四儀器裝置半微量法測(cè)定碳和氫的裝置1.氧氣凈化器 2.微動(dòng)螺旋夾 3.流速計(jì) 4.吸收管 5.燃燒管 6.PbO2的加熱7.H2O吸收管 8.CO2吸收管 9.防護(hù)管 10.吸氣裝置第4頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四 各部件作用：上部的精制管盛滿(mǎn)AgMnO4分解產(chǎn)物，以分解除去N2及各種氮化物；下部為冷卻肼，冷卻O2。調(diào)節(jié)流速計(jì)；指示流速至3040ml/min一側(cè)裝有MgClO4以吸收O2氣流中的水蒸氣；另一側(cè)裝有CaO以吸收氧氣流中的CO2。兩燈維持樣品燃燒溫度在500左右，樣品放于兩燈之間。維持靠吸收管部位的溫度不低于150 ，以

3、便把水汽全部趕入水吸收管。盛有無(wú)水MgClO4，用來(lái)定量吸收氣流中的水分。定量吸收CO2。裝水MgClO4，防止吸氣裝置中的濕氣進(jìn)入吸收管或燃燒管。減低氣體通過(guò)吸收裝置時(shí)所受到的阻力，使吸收管中的壓力大致與大氣壓相同，以免氣體從各處街頭處的橡皮管上逃出，或當(dāng)管內(nèi)的壓力太小時(shí)，防止空氣中的水蒸汽從這種地方滲入。第5頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四分析步驟儀器安裝及檢查：按裝置圖裝好儀器，完后檢查是否漏氣。空白測(cè)定：檢漏完畢后作空白實(shí)驗(yàn)。將燃燒爐升溫至50050，氧氣流調(diào)至3040ml/min，裝上已平衡好的吸收管，空燒1520min，稱(chēng)重吸收管。樣品稱(chēng)?。簶悠贩庞谛°K舟

4、中稱(chēng)重，然后連同鉑舟一起，放于燃燒管中。樣品燃燒：吸收管稱(chēng)重：要求水吸收管從燃燒裝置拆下到稱(chēng)重完畢恰好用10min完成；稱(chēng)CO2必須恰好15min。計(jì)算：若前后兩次吸收管的重量差值在0.10.05mg時(shí)，即認(rèn)為空白的值已趨于穩(wěn)定。樣品小舟放入套管內(nèi)套管放入燃燒管距管口57cm燃燒管溫度50050氧氣流速3550ml/min趕走系統(tǒng)中的空氣接上預(yù)先恒重的充滿(mǎn)氧氣的兩個(gè)吸收管燃燒810min稱(chēng)重C%=CO2質(zhì)量C原子量/CO2分子量100樣品質(zhì)量H%=H2O質(zhì)量H原子量/H2O分子量100樣品質(zhì)量第6頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四二. N的測(cè)定定 N 的一個(gè)目的就是測(cè)定

5、樣品中蛋白質(zhì)的含量。利用以下方法測(cè)出總氮量，然后乘以蛋白質(zhì)換算系數(shù)得出蛋白質(zhì)含量。這個(gè)系數(shù)決定于物質(zhì)中存在的蛋白質(zhì)的含 N 量。對(duì)于任何蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，各種元素的含量大體上是一定的，因?yàn)闃?gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)基本相似，只是排列不同而已。在蛋白質(zhì)中， C 約占 50% ，H 約占 7% ， O 約占 22% ， N 約占 16% ， S 約占 2% 。所以，一般常用的蛋白質(zhì)的換算系數(shù)為 100/16 6.25 ，即一份 N 素相當(dāng)于 6.25 份蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)的含 N 量一般為 1517.6% ，一般常用的蛋白質(zhì)的換算系數(shù)為 6.25 （即蛋白質(zhì)的含 N 量為 16% ），例如：雞蛋、肉類(lèi)、青豆、

6、玉米等食品的換算系數(shù)即為 6.25 。牛奶及奶制品為 6.38 。第7頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四含氮有機(jī)物 N2 + H2O + CuCO2氣流中CuO杜馬法多用于有機(jī)分析，很少用于食品分析，用杜馬法測(cè)總有機(jī)氮時(shí)，對(duì)卟啉類(lèi)、嘧啶類(lèi)、長(zhǎng)鏈脂肪酸的酰胺類(lèi)均可產(chǎn)生誤差，往往使測(cè)定的氮值偏低。A：杜馬法-測(cè)定原理定氮方法：杜馬法、柯達(dá)爾法等第8頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四Fig: Apparatus for the estimation of nitrogen by Dumas method 第9頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)

7、46分，星期四/content/chemistry/chemistry-iii/organic-compounds/quantitative-analysis.php Fig: Apparatus for the estimating carbon and hydrogen 第10頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四碳?xì)浞治鰞x（CH）第11頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四B：柯達(dá)爾法柯達(dá)爾(Kjeldahl )法，又叫凱氏定氮法。凱氏定氮法是測(cè)總有機(jī)氮的一個(gè)準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的方法之一，可用于所有的動(dòng)植物食品的分析，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為普遍，迄今被作為法定的標(biāo)

8、準(zhǔn)檢驗(yàn)方法。根據(jù)所測(cè)樣品中蛋白質(zhì)含量的不同，凱氏定 N 法又分為常量凱氏定 N 和微量凱氏定 N ，二者的不同在于：（ 1 ）樣品用量和試劑用量不同：微量凱氏定 N 比常量凱氏定 N 的樣品用量和試劑用量少（ 2 ）裝置不同：微量凱氏定 N 另有一套適合于微量測(cè)定的儀器裝置。第12頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四消化：含N有機(jī)物 H2SO4(濃) NH4HSO4 + CO2 + H2O + CuSO4K2SO4柯達(dá)爾法原理：吸收：NH3 + H3BO3 NH4+ + H2BO3滴定：H+ + H2BO3 H3BO3堿化：NH4HSO4 + 2 NaOH NH3 + N

9、aSO4 + 2 H2O 樣品中的含氮有機(jī)化合物，經(jīng)濃硫酸加熱消化，有機(jī)質(zhì)被破壞，其中的 C 和 H 變?yōu)?CO2 和 H2O 逸出，而 NH3 則與 H2SO4 結(jié)合生成 (NH4)2SO4 或者NH4HSO4留在溶液中。將溶液中的NH3堿化，游離，然后蒸出。放出的 NH3 用硼酸吸收（以混合指示劑指示終點(diǎn)）用 H2SO4 或 HCI 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，呈淡紫紅色為終點(diǎn)，這樣可計(jì)算出總氮量，進(jìn)而計(jì)算出蛋白質(zhì)的含量。第13頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四B：柯達(dá)爾法裝置微量定氮煮解及蒸餾裝置K2SO4 和 CuSO4 的作用是什么? 提高溶液的沸點(diǎn)，加速對(duì)有機(jī)物的分解。

10、CuSO4 起催化劑的作用。第14頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四第15頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四稱(chēng)量樣品煮解蒸餾滴定空白試驗(yàn)分析結(jié)果計(jì)算 V C14.01N%100 WV鹽酸體積（樣品）mlW試樣重mgC標(biāo)液酸濃度mol/l操作演示 DB：柯達(dá)爾法-操作步驟操作演示 E操作演示 F操作演示 G第16頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四柯達(dá)爾法稱(chēng)量樣品固體：以微量管稱(chēng)量，倒入干燥的煮解瓶，防止粘在瓶壁上。液樣：稱(chēng)樣方式：不揮發(fā)、不吸濕的糊漿狀液體：在小瓷舟或小玻璃皿中稱(chēng)量后，將裝有樣品的容器一同投入柯氏燒瓶；揮發(fā)性

11、液體：在毛細(xì)管中稱(chēng)量，投入煮解瓶。常量稱(chēng)樣：0.150.20g半微量稱(chēng)樣：2050mg微量稱(chēng)樣：35mg第17頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四柯達(dá)爾法煮解煮解瓶中加K2SO4CuSO4（1:3）約15mg，濃硫酸2ml；通風(fēng)櫥中加熱使?jié)饬蛩峋従彿序v；反應(yīng)物：焦黑黃色淡藍(lán)綠或幾乎無(wú)色；繼續(xù)煮解30min，冷卻；加3ml蒸餾水，冷卻。若加熱半小時(shí)后，反應(yīng)仍為深色，可將其冷卻，加34d 30 H2O2，繼續(xù)加熱至無(wú)色。第18頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四柯達(dá)爾法蒸餾燒瓶中加2/3的蒸餾水、沸石、12d 濃硫酸；加熱，令水沸騰，水蒸氣流遍全部?jī)x器5

12、10min洗去雜質(zhì)；錐形瓶（150ml）：10ml飽和硼酸（4）溶液、4d溴甲酚綠甲基紅（10:4）指示劑；冷凝管中通冷水，末端浸入錐形瓶液面以下；自蒸餾瓶上端漏斗中加入煮解液，用12ml蒸餾水淋洗煮解瓶?jī)杀槭怪蠼庖喝恳迫胝麴s瓶；自漏斗中加入10ml 40NaOH溶液，關(guān)閉漏斗；收集約30ml蒸餾液時(shí)，降低錐形瓶，是冷凝管末端脫離液面，在收集10ml；用少量蒸餾水沖洗冷凝管末端使洗液流入錐形瓶中。蒸餾完畢。第19頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四柯達(dá)爾法滴定0.025mol/l標(biāo)準(zhǔn)鹽酸，用10ml微量滴定管滴定收集的蒸餾液。終點(diǎn)時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)?灰色。甲基紅溴甲酚綠混

13、合指示液:取0.02g甲基紅,0.1g溴甲酚綠溶于100ml的乙醇中，搖勻，即得.變色范圍 pH4.65.0（酒紅綠）。 第20頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四柯達(dá)爾法空白試驗(yàn)用完全相同的手續(xù)與試劑用量進(jìn)行兩次空白試驗(yàn)，以每一次含有樣品的試液的滴定值減去由試劑所做兩次空白試驗(yàn)的平均值，即為樣品所消耗酸液的數(shù)值。目的：1. 去除系統(tǒng)內(nèi)外帶入的N的影響2. 蒸餾時(shí)會(huì)有一部分堿液比水蒸氣帶入到硼酸溶液中去，使之對(duì)滴定產(chǎn)生一定的影響。第21頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四定氮的其他方法染料結(jié)合法： 凡是來(lái)源相同的蛋白質(zhì)，其堿性或酸性 AA 的含量，基

14、本上是相同的。利用這個(gè)特點(diǎn)，加入過(guò)量的堿性或酸性染料，使其和蛋白質(zhì)形成不溶性鹽而沉淀析出，用分光光度計(jì)測(cè)定未反應(yīng)的染料量，推算出結(jié)合染料量而求得蛋白質(zhì)的含量。本法常用的一種染料為酸性橙 12 （ Acid Orange ，簡(jiǎn)寫(xiě) AO -12 ）。因?yàn)槿玖吓c蛋白質(zhì)的反應(yīng)比較復(fù)雜，因此不能用這種方法對(duì)來(lái)源不同的蛋白質(zhì)進(jìn)行比較定量。第22頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四定氮的其他方法雙縮脲（試劑）法：雙縮脲在堿性環(huán)境中，能與 CuSO4 結(jié)合生成紅紫色的絡(luò)合物，此反應(yīng)稱(chēng)為雙縮脲反應(yīng)。蛋白質(zhì)分子中含有肽鍵，與雙縮脲結(jié)構(gòu)中的亞酰胺鍵相似，故能呈此反應(yīng)。這種方法操作簡(jiǎn)便迅速，但靈敏度較差，適用于精度要求不太高的蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。兩個(gè)氨基酸縮水形成肽鍵 第23頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期四定氮的其他方法酚試劑法： 包括兩步反應(yīng)： （ 1 ）在堿性條件下，蛋白質(zhì)與銅作用生成蛋白質(zhì)-銅的紅紫色絡(luò)合物 （ 2 ）此絡(luò)合物將酚試劑（磷鉬酸、磷鎢酸的混合液）還原，產(chǎn)生深藍(lán)色（磷鉬蘭、磷鎢蘭的混合液），顏色的深淺與蛋白質(zhì)的含量成正比，從而可計(jì)算出蛋白質(zhì)的含量。 這種方法操作簡(jiǎn)便，靈敏度比雙縮脲法高 100 倍，在生化研究中常使用這種方法。第24頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，13