Méthode de Kjeldahl

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La méthode de Kjeldahl est applicable pour le dosage de l’azote de différents composés azotés tels les amines et les sels d’ammonium quaternaires. Elle ne permet pas le dosage direct des nitrates, nitrites, nitrosyles, cyanures qu’il faut d’abord réduire en ammoniac. Quand l’azote est sous forme organique, il faut d’abord procéder à la minéralisation du composé pour passer à de l’azote minéral. On détruit la molécule organique en l’oxydant à ébullition par $H 2 SO 4$ concentré, en présence de catalyseur : le carbone se dégage sous forme de $CO 2$ , l’hydrogène sous forme de $H 2 O$ et l’azote reste en solution sous forme de $NH 4 +$ .

Sommaire

1 Principe
2 Dosage de l'azote total du lait par la méthode de Kjeldahl
3 Voir aussi
4 Gallerie

[modifier] Principe

En milieu basique concentré, le produit minéral dont on veut doser l’azote, libère l’ammoniac sous forme gazeuse.

Par exemple si le produit à doser est le tétrafluoroborate d'ammonium ( $\rm{NH_4BF_4}\,$ ), on aura :

$\rm{NH_4^+ + BF_4 ^- + NaOH \rightarrow Na^+ + BF_4^- + NH_3 + H_2O}\,$

$NH 3$ est entraîné à la vapeur d’eau. Les vapeurs d’ammoniaque sont condensées au contact d’un réfrigérant et recueillies dans une quantité connue et en excès d’acide fort.

$\rm{NH_4OH + HCl \rightarrow NH_4Cl + H_2O +HCl}\,$ en excès

On titre l’excès d’acide par une solution titrée de soude :

$\rm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O}\,$

[modifier] Dosage de l'azote total du lait par la méthode de Kjeldahl

le lait contient entre 32 a 35 g/l de matière azotée et 95% de l'azote est sous forme organique dans les protéines et cet azote ne peut être dosé directement. Il doit subir une minéralisation préalable. Les 5% d'azote libre correspondent à des acides aminés libres.

[modifier] Mode opératoire

[modifier] Minéralisation

Si on veut doser les protéines contenu dans du lait par cette méthode, il faut procéder à une minéralisation. Pour cela il faut introduire dans un matras:

2 mL de lait exactement mesuré
15 a 20ml d'acide sulfurique concentré
6g de sulfate de potassium
1g de sulfate de cuivre
quelques grains de pierre ponce
Faire chauffer sous une hotte ventilée et jusqu'à éclaircissement de la solution, puis maintenir l'ébullition encore une demi-heure. Laisser refroidir et introduire avec précaution 30 à 50 ml d'eau distillée.

Attention, les vapeurs de la minéralisation sont très irritantes et toxiques

[modifier] Récupération de l'ammoniac

Réaliser le montage de distillation.

montage a réaliser, voir l'article Distillation

Dans le ballon, introduire
- le contenu du matras de minéralisation soigneusement rincé et compléter a 250 ml avec de l'eau distillée
- ajouter quelques gouttes de phénolphtaléine
- ajouter de l'hydroxyde de sodium à 400g/L jusqu'à ce que le contenu du ballon devienne rose

plonger le bout du réfrigérant dans un bêcher contenant 20 ml d'acide borique et 2-3 gouttes de rouge de méthyle

chauffer modérément le ballon
Doser l'ammoniac au fur et à mesure de son dégagement, pr une solution titré d'acide sulfurique de 0.05 mol/L.
la coloration doit rester stable pendant 5 minutes pour que le dosage soit terminé
retirer le bêcher avant d'éteindre le gaz pour éviter tout siphonnage

[modifier] calculs

x représente l'avènement de la réaction. Dans la première réaction, l'ammoniac est mis en présence d'un excès d'acide, Une partie n' de l'acide a réagit. on fait réagir le restant de l'acide n avec la soude. $nH 3 O + = n' + n''$ , c'est un dosage en retour.

	$\rm NH_3 \,$	$\rm H_3O^+ \,$	$\rm NH_4 ^+ \,$	$\rm H_2O \,$
Etat initial	$\rm n NH_3 \,$	$\rm n' H_3O^+ \,$	$0 \,$	excès
État intermédiaire	$\rm n NH_3 - x \,$	$\rm n' H_3O^+ - x \,$	$x \,$	excès
État Final	$0\,$	$0\,$	$x_{max} \,$	excès

$\rm n NH_3 - x = 0\,$
$\rm n' H_3O^+ - x =0 \,$
donc $\rm n NH_3=n' H_3O^+ \,$

	$\rm H_3O^+ \,$	$\rm OH^- \,$	$\rm 2 H_2O \,$
État initial	$\rm n'' H_3O^+ \,$	$\rm n OH^- \,$	$0\,$
État intermédiaire	$\rm n'' H_3O^+ - x \,$	$\rm n OH^- - x \,$	$\rm 2 x \,$
État Final	$\rm 0\,$	$\rm 0\,$	$\rm 2 x_{max} \,$

$\rm n'' H_3O^+ - x = 0 \,$

$\rm n OH^- - x = 0 \,$

donc $\rm n'' H_3O^+ = n OH^- \,$

$\rm n H_3O^+ =n' H_3O^+ + n'' H_3O^+ \,$

$\rm H_3O^+ = n NH_3 + n OH^- \,$

$\rm 2 C_ {H_2 SO_4} \times V_ {H_2 SO_4} = C_{NH _3} \times V_{NH _3} C_{NaOH} \times V_{NaOH} \,$

$\rm C_{NH _3}= \frac {2 C_ {H_2 SO_4} \times V_ {H_2 SO_4} - C_{NaOH} \times V_{NaOH}}{ V_{NH _3}}$

Une mole de NH3 provient de une mole d'atomes d'azote (N). Donc en retrouvant le nombre de mole d'atomes d'azote vous pourrez en déterminer la concentration massique.