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使用凯氏定氮仪要注意些什么?步琦来解答,助您实验一臂之力

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2023/11/7 15:18:05

步琦凯氏定氮仪的注意事项及维护

 

凯氏定氮法是测定蛋白质/氮的常用方法,该方法简单易操作,但由于实验过程中涉及到的步骤消化→蒸馏→滴定以及使用的试剂较多,因此出现问题后排查起来会费时费力。

 

本文集合了客户了经常面临的问题,并一一给予解决方法,旨在帮助客户实验过程中能快速发现问题,并及时排查解决掉。

 

1

消解仪使用注意事项

快速消解仪为实验室应用而设计和构建的。用途是通过加热用浓硫酸在催化剂作用下消解样品。抽吸装置(如尾气吸收仪 K-415 或水射泵(订货号 002913)必须连接到抽吸模块上,以安全排出消解过程中出现的烟雾。

 

在使用前,需要检查以下事项:

  • 样品管是否完好,如果发现样品管破损(如有裂痕,划痕或者撞击的痕迹)立即更换新的样品管,另外样品管在使用一段时间也应及时换新,建议使用 2~3 年后更换新样品管1,订货号037377(300mL,4pcs)或11059690(300mL,20pcs),以保证安全。

  • 水射泵侧管需低于烟雾收集管出口,防止烟雾冷凝在管路里边影响抽气力度,可能降低消解效率。

 

消解过程中,需要注意:

  • 水射泵流速要适当,不能为了节约水流速过低,不能提供合适的负压带走烟雾。

  • 硫酸不宜过少,防止干烧损坏样品管。

  • 加热尽量按照指导逐渐升温,防止样品溅到试管壁上导致消解不完整,影响结果。

  • 注意催化剂的比例和厂家品牌,防止盐过多,冷却后析出影响消解管的安装。

  • 如果发现有大量烟雾冒出,液体喷溅。请立即断电,加大通风,待样品管冷却后再进行操作。检查抽气泵是否正常工作,以及玻璃和密封圈是否完好。

 

消解结束后,需要注意:

  • 在完成消解后 30min 内请勿使用立即冷水清洗样品管或者直接蒸馏。温度差过大会导致玻璃自身产生形变而出现裂痕。需待冷却完毕后,再清洗样品管,并检查是否玻璃完好。

  • 要想延长密封件的使用寿命,经常用水对其进行清洗,然后用软布擦干清洗过的密封件。

 

明确禁止以下使用:

  • 在通风柜外进行消解操作

  • 在浓硫酸中消解样品(如食物和饲料)时,可产生爆炸性硝基化合物。

  • 在浓硫酸中对不明成分的样品材料进行消解。

  • 使用在冲击、摩擦、加热或火花的情况下可引起爆炸或燃烧的样品。

 

铝块消解仪:

K-446 在使用前除了需要检查以上所需事项外,在使用后还需注意:

 

  • 消解完后,废液承接盘一定要放置在烟雾收集管底部,防止酸滴到加热模块上腐蚀设备。

  • 加热模块上面的杂质需及时清理干净,以免影响加热效率。

  • 烟雾收集管需及时清洁,减少对玻璃的腐蚀。玻璃明显有变薄或者纹路及时更换。

 

K-415 尾气吸收仪:

  • 配置 8%-10% 的氢氧化钠溶液或者 20% 的碳酸钠溶液 3L, 碱液中一般加入溴甲酚蓝或溴甲酚绿作为指示剂(取少量固体粉末用乙醇溶解,再加入碱液中),也可加入酚酞指示剂。

  • 吸收瓶中要加入固体颗粒的活性炭(颗粒直径2mm ~ 6mm),并在两端加入玻璃棉。

  • 打开电源开关,确保冷却水打开,利用旁通阀可调节抽吸性能。需要降低抽吸性能时,应逆时针转动旋钮。顺时针转动旋钮将关闭阀门,使抽吸性能达到最大。

  • 每天实验前检查洗涤液是否需要更换,每次更换洗涤液时应清洁垫圈、滤网和密封圈。检查活性炭是否出现结晶,凝结,如有需更换。检查玻璃器件,软管及接头是否有损坏。

 

2

凯氏定氮仪使用注意事项

使用凯氏定氮仪是将消化后的样品(硫酸消化液)加强碱后反应并生成 NH4+,并通过水蒸汽将NH4+ 带入到硼酸中,最后用标准酸滴定,根据消耗的标准酸算出N的含量。乘以相应的蛋白质系数,即可得到蛋白质含量。

 

 

标准测试:


1. 蒸馏量偏低

进行蒸馏仪蒸汽力度测试:预热设备后,空样品管蒸馏,蒸馏 5 分钟,用量筒测量蒸馏液体是否达到 130mL 以上。

 

2. 蒸馏仪密封性测试

预热设备,空白稳定后,用同一方法测试 5 个硫酸铵或磷酸二氢铵样品,看样品回收率及平行性能否达到要求(回收率 98 - 102 %,RSD < 3)。

 

3. 设备冷凝水不足

  • 检查冷凝水管路连接水阀是否打开?

  • 检查进水滤网是否堵塞或损坏?

 

4. 设备不排空

  • 检查废液管是否插到下水道或废液桶的液面以下。

  • 检查抽吸瓶上下部阀门密封件是否老化或粘连。

 

凯氏定氮仪日常维护:

 

1. 清洗和检查样品管

每次使用仪器之前执行此操作。清洗干净后再次用二级纯水将样品管进行润洗一次,同时检查样品管是否有破损情况,如有裂痕及破损,请停止使用该样品管。

 

2. 清洗玻璃组件

设置清洗每天结束时,应执行清洗程序,对系统进行全面的冲洗。防喷溅保护器和冷凝器用水冲洗,去除残留的氢氧化钠。通过定期清洗,可延长玻璃部件的使用寿命。清洗方法已预设,但可根据样品管的尺寸进行修改和调节。针对有样品管排空的型号如:Multi K-365 及 K-375,我们建议在 300mL 样品管中添加 200mL 以上的水,蒸馏设置 300s 以上。

 

3. 清洗和维护软管和软管连接

如实验间隔周期较长,长时间未使用凯氏定氮仪,我们建议将所有试剂倒空,将软管从试剂桶内取出,并手动排空管内溶液,用水进行清洗。尤其是碱液管路,长时间不使用会导致 NaOH 结晶,防止对碱泵及管路造成损坏。

 

4. 清洗和维护防溅保护器

玻璃飞溅保护器:如果防溅保护器上部有残留物,建议将其卸下,用清洗剂进行清洗。


塑料防溅器:如果您看到空白值不断增加,建议卸下防溅保护器。用清洗剂或超声水浴进行清洗。当拆卸防溅保护器进行清洗时,也要清洗密封件,以延长其使用寿命。用清水冲洗后,用软布擦干,重新安装,并将防溅保护器装回原位。

 

5. 全自动滴定型号的维护

定期对 pH 电极进行校准,默认采用两点校准,缓冲液可根据需要进行修改,校准后看两个参数,斜率值和零点,电极斜率值(Slop)在 95%~103% 之间时,电极可正常使用,在 96.5%~101% 之间,电极状态很好。

 

零点(pH(0))在 6.4~8.0 之间时,电极可正常使用,越接近7越好。

 

pH 电极的电极零点和斜率可能因玻璃膜老化或隔膜变化(如污染)而改变,导致测得的电极斜率小,由此产生测量值不稳定、平衡时间长和结果不准确等现象。以下表格列出了电极斜率小常见的原因和排查措施。

 

 

3

总结常见应用问题及排查

 

氮含量太高

原因

纠正措施

称量误差

检查天平是否平稳,天平周围是否有其他仪器干扰,是否有静电干扰

样品或标准品污染

重新取样,或更换标准品

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

蒸馏残留

减少液体总量,300mL 样品管中的样品量应不超过 150mL,以避免样品量过多喷溅严重;在碱加入样品管前,使用水稀释样品管中酸也能减低喷溅程度

实验环境中有游离氨

检查进行定氮的实验室是否放置了氨水等含挥发性氨试剂

滴定剂浓度错误

检查滴定液的计算和浓度、 摩尔反应系数(每摩尔盐酸含 2 摩尔 H+、每摩尔硫酸含 2 摩尔 H+)、滴定剂系数;对滴定酸进行标定,重新计算

滴定系统、滴定管、玻璃管中有空气

检查滴定酸液位,如滴定酸不足及时补充,并在滴定系统上进行排液操作

pH 电极故障

使用标准溶液校准电极,必要时进行更换,如使用标准缓冲盐进行校准多次仍不能通过滴定仪要求则建议更换

手工滴定指示剂变性

重新配置母液

计算错误

重新计算,更换实验员对实验结果核对

计算错误

重新计算,更换实验员对实验结果核对

 

氮含量太低

原因

纠正措施

称量误差

检查天平是否平稳,天平周围是否有其他仪器干扰,是否有静电干扰

滴定剂浓度错误

检查滴定液的计算和浓度、 摩尔反应系数(每摩尔盐酸含 2 摩尔 H+、每摩尔硫酸含 2 摩尔 H+)、滴定剂系数;对滴定酸进行标定,重新计算

样品或标准品污染

重新取样,或更换标准品

样品中的氮含量较高

减少样品量,样品中氮含量不可超过 200mg

样品转移过程损失

避免天平转移到样品管过程中,样品损失,或挂壁

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

消解硫酸不足

增加硫酸用量(依据经验,一般常量法比如 1g 左右样品试用 20mL 浓硫酸,半微量法使用 10 mL 浓硫酸)

消化时发生泄漏

检查抽吸模块密封性

消解时发生喷溅

调整加热档,使消解仪缓慢升温,避免样品因喷溅造成损失

催化剂与硫酸比例不对

纠正催化剂与浓硫酸的使用比例在 1:3-1:2

消解未完成

延长消解时间,保证样品澄清后继续消解 30min

消解后未冷却完整

消解后冷却至少 30 分钟

NaOH 加入量不足或所用的 NaOH 浓度不正确 ( 应为 32 %)

纠正用量,直到可以观察到在碱加入后样品颜色发生变化

蒸馏时发生泄漏

进行蒸汽力度测试

滴定剂浓度错误

检查滴定液的计算和浓度、  摩尔反应系数、滴定剂系数;对滴定酸进行标定,重新计算

pH 电极故障

使用标准溶液校准电极,必要时进行更换,如使用标准缓冲盐进行校准多次仍不能通过滴定仪要求则建议更换

手工滴定指示剂变性

重新配置母液

计算错误

重新计算,更换实验员对实验结果核对

 

重复性不佳

原因

纠正措施

称量误差

检查天平是否平稳,天平周围是否有其他仪器干扰,是否有静电干扰

样品非均质

由于样品的不均质导致结果不平行,请重新均质样品

样品或标准品污染

重新取样,或更换标准品

样品转移过程损失

避免天平转移到样品管过程中,样品损失,或挂壁

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

消解时发生喷溅

调整加热档,使消解仪缓慢升温,避免样品因喷溅造成损失

消化时发生泄漏

检查抽吸模块密封性

尾气吸收抽吸力不足

检查尾气吸收仪管路密封性,定期清洗尾气吸收仪的泵

消解期间抽吸力太强

使用旁路阀降低尾气吸收装置的抽吸力

消解未完成,消解时间太短

延长消解时间,保证样品澄清后继续消解 30min

蒸馏时发生泄漏

进行蒸汽力度测试

蒸馏和滴定时搅拌器不工作

清洗搅拌器,必要时进行更换

滴定系统、滴定管、样品管中有气泡

检查滴定酸液位,如滴定酸不足及时补充,并在滴定系统上进行排液操作

pH 电极校准不正确或未校准

使用标准溶液校准电极,必要时进行更换,如使用标准缓冲盐进行校准多次仍不能通过滴定仪要求则建议更换

滴定管被堵塞、松脱、太短或损坏

检查滴定管,清洁或重新连接

手工滴定指示剂变性

重新配置母液

 

 

 

 

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