177278. lajstromszámú szabadalom • Gyorsroncsoló eljárás nitrogéntartalmú szerves anyagok nitrogéntartalmának meghatározására tömény kénsav és perklórsav elegyében
3 177278 4 rid 1:1 1.5:1 2 arámii elegyét adjuk hozzá initial reduktánsként. és tömény kénsav és perklórsav elegyében roncsoljuk, adott esetben a roncsolást hidrogén-peroxid adagolással tesszük teljessé, majd a kapott reakcióelegy nitrogéntartalmát ismert módon meghatározzuk. Az eljárás végrehajtása során 15%-nál kisebb nedvességtartalmú, jól aprított, homogenizált mintából analitikai pontossággal mérünk be célszerűen nagyobb hőálló kémcsőbe. kisebb Kjeldahl-lombikba vagy közepes méretű titráló lombikba. A reakciósebességet mindenekelőtt a minta nedvességtartalma befolyásolja: amennyiben ez 15%-nál nagyobb, úgy 15% alá kell csökkenteni, például száraz cellulózpehely (nitrogénmentes szűrőpapír) hozzáadásával. Igen nagy nedvességtartalmú anyagok, például oldatok roncsolása előtt vízelvonás céljából foszfor-pentoxidot, kénsavat, óleumot vagy ezek elegyét is adhatjuk vízelvonószerként a mintához. A roncsolás spontán végbemenetele biztosítására a mintához „iniciál reduktáns”-t kell adni, ami szelén, glükóz vagy más szénhidrát (például fruktóz, szacharóz, keményítő) és aszkorbinsav elegye. Az iniciál reduktáns kezdeti redoxpotenciálja tömény kénsavas közegben +0,5 V körüli értékű. A roncsoló edénybe tömény kénsav és perklórsav elegyéből álló roncsolósavat adagolunk a roncsolandó anyagtól függő összetételben. Magasabb zsírtartalmú vagy pelyhesebb, finomabb eloszlású anyagok a roncsolósavval hevesebben reagálnak, ezért ezek esetében olyan roncsolókeveréket célszerű alkalmazni, melyben nagyobb a kénsav arán>a. Feltétlen figyelemmel kell lenni a roncsoló edény alakjára is. A reakciósebességet nagy mértékben befolyásolja a roncsolási hőmérséklet, amely akkor a legnagyobb, ha a reagáló anyagtömeg a legkisebb fajlagos felületű geometriai formában van (gömb, kocka, átmérővel azonos magasságú henger stb.), mivel a felület hűtő hatása ez esetben a legkisebb. így ideális az olyan roncsolóedény (pl. kémcső), melyben a reakcióelegy átmérője és oszlopmagassága megközelítően azonos. Ennek ellenére a reakció kvantitását az esetben is lehet biztosítani, ha az edény alakja nem ideális, de bizonyos okok szükségessé vagy indokolttá teszik annak használatát (pl. a reakcióelegy ammónia ill. nitrogéntartalmát titrálással a helyszínen kell mérni és kívánatos elkerülni az átmosásból adódó esetleges hibákat és időveszteséget.) Nem ideális geometriájú edényzet esetében a reakciósebesség az iniciál reduktáns és a roncsolósav mennyiségének növelésével fokozható és így érhető el a teljes mennyiségi feltárás. Bár az autooxidációs folyamat általában rövid idő alatt spontán beindul, időmegtakarításból célszerű a reakciót néhány csepp 33%-os hidrogén-peroxid adagolásával, vagy néhány század gramm fekete szelén-por katalizátor bevitelével „begyújtani”. A folyamat általában fél-egy perc alatt lezajlik élénk forrási jelenség szerűen. Amennyiben a folyamat tökéletesen végbement, úgy a reakcióelegy ez idő alatt teljesen feltisztul. Ha a reakció hevességének csökkenése után az elegy nem tisztulna fel tökéletesen, azaz zavaros vagy színes (barnás, sárgás) marad, akkor a reakció teljes befejeződése előtt még a tökéletes feltisztulásig kell további roncsolósavat vagy tiszta tömény perklórsavat adagolni. Ez többnyire 1 —2 ml-nél nem több mennyiség. Végül még néhány ml hidrogén-peroxidot is adagolhatunk a roncsolás teljessé tételére. Ha a reakcióelegy színes marad. akkor a roncsolás tökéletlen és a nitrogén feltárása nem teljes. A roncsolás akkor tökéletes, ha a roncsolókeveréktől már teljes víztiszta és színtelen reakcióelegyet lehet nyerni. Természetesen vigyázni kell az esetleges mechanikai veszteségre, ami elsősorban túlheves reakcióknál fröccsenésből adódik. A jól vezetett autokatalilikus roncsolás a klasszikus Kjeldahl módszerhez hasonlóan tökéletes feltárást biztosít, azonban igen rövid idő alatt. Találmányunkat a következő példákkal szemléltetjük a korlátozás szándéka nélkül : 1. példa Roncsolás kémcsőben: Bemérünk 15°,. víztartalomnál nem nedvesebb, jól porított és homogenizált takarmány (tápszer) mintából (pl. búzaliszt) 1,000 g-ot. A mintát hőálló kémcsőbe visszük (25 mm átm. 250 mm hosszú). Hozzáadunk 0,6 g szelén-glükóz-aszkorbinsav 2:3:3 arányú iniciál reduktáns porkeveréket, majd 8 ml analitikai minőségű törném kénsav és analitikai minőségű tömény perklórsav 2:1 arányú elegyét. Az edény tartalmát alaposan összerázzuk, majd a kémcsövet kisebb méretű üvegtölcsérrel lefedve (az esetleges fröccsenés meggátlása végett) 45° szögben döntve állványra helyezzük. Ha a reakció fél percen belül önként nem indul be. akkor 3—5 csepp 33°,-os hidrogén-peroxiddal „begyújtjuk”. A reakcióelegyhez a folyamat lezajlása után amennyiben barnás vagy sárgás színárnyalat mutatkozik, még 1—2 ml roncsoló savelegyet adunk (szükség szerint adagolva) míg teljesen el nem színtelenedik és víztiszta nem lesz. Végül még a roncsolás tökéletessé tétele céljából 2 ml 33%-os hidrogén-peroxidot is beadagolunk lassan az üvegtölcséren át. A cső lehűlése után annak tartalmát mennyiségileg Parnass—Wagner készülék reakciólombikjába öblítjük desztillált vízzel és nitrogén (ammónia, fehérje stb.) tartalmát a közismert módon, Winkler szerint meghatározzuk. 2. példa Roncsolás Kjeldahl lombikban Bemérünk 10% víztartalomnál nem nedvesebb (száraz) takarmány vagy élelmiszer mintából 1,000 g-ot 100 ml-es Kjeldahl-féle roncsolólombikba. Hozzáadunk 0.75 g szelén-keményítő-aszkorbinsav 1:1:1 arányú iniciál reduktáns porkeveréket, majd 8 ml roncsolósav elegyet (koncentrált HiSO. és koncentrált HC104 2:1 arányú elegye). Az edény tartalmát jól összerázzuk, majd a lombikot 45 szögben döntve állványba helyezzük (fülke alatt, vagy szabadban) és üvegtölcsérrel lefedjük. Ha a reakció fél percen belül nem indul meg. akkor 3—4 csepp 33%,-os hidrogén-peroxiddal „gyújtjuk". A folyamat lezajlása után, amenynyiben a reakcióelegy nem tisztulna fel tökéletesen, még szükség szerint 1—2 ml roncsoló savelegyet, vagy tiszta koncentrált perklórsavat adagolunk a teljes elszíntelenedésig. Végül még 2—3 ml. 33%-os hidrogén-peroxidot is adunk a reakcióelegyhez. Az „utóforrás” lezajlása után a lombik tartalmát vagy közvetlenül fotometriás, kolorimetriás úton pl. indofenol színreakcióval, vagy direkt titrimetriásan (formol, bromatometriásan stb.) mérjük ammóniatartalomra, vagy mennyiségileg Parmass—Wagner készülékbe visszük és az ammóniatartalmat borsavba desztillálva Winkler szerint határozzuk meg (amiből azután pl. a fehérjetartalmat 6,25-ös faktorral szorozva a nitrogéntartalmat értékelhetjük.) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
