По (Кьельдалю)

Цель занятия: определить содержание общего азота в зерне и по содержанию «сырого протеина» сделать заключение об эффективности разных систем удобрения культуры.

 

Литература: Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия (учеб. пособие) /под ред. Б.А. Ягодина. – М.: Колос, 2002. Гл. 7.- С. 385 -391; Гл. 5. – С. 189-196.

Минеев В.Г. Практикум по агрохимии (учеб. пособие). М.: МГУ, 2001 – С. 351-354; 358 -362

Ягодин Б.А., Дерюгин И.П., Жуков Ю.П. Практикум по агрохимии (учеб. пособие) /под ред. Б.А. Ягодина. – М.: Агропромиздат, 1987.- С. 119-122.

Принцип метода

Навеску вещества сжигают концентрированной серной кислотой в присутствии катализаторов. Образующийся при разрушении органического вещества аммиак, взаимодействуя с серной кислотой, связывается в сульфат аммония, который, в свою очередь, разрушается в отгонной колбе щелочью с выделением аммиака. Его отгоняют на аппарате Кьельдаля в титрованный раствор серной кислоты, где он снова связывается в сульфат аммония. Остаток серной кислоты оттитровывают щелочью. По разности между количеством серной кислоты в приемнике до отгона аммиака и остатком ее по окончании отгона находят количество аммиака, связанного серной кислотой (в мг – экв), а затем путем пересчета определяют содержание азота в анализируемом веществе (в %).

Ход анализа

1. На аналитических весах взять навеску тонко измельченного воздушно-сухого вещества (муку) 0, 1 –0, 2 г.

2. Поместить навеску в термостойкую колбу Кьельдаля емкостью 500-1000 мл.

3. Прилить в колбу с помощью мерного цилиндра 10-15 мл концентрированной серной кислоты, вставить в горлышко колбы маленькую воронку и оставить на 12 –24 часа.

4. Добавить в колбу Кьельдаля несколько капель перекиси водорода (катализатор) и поставить на электроплитку для озоления.

5. Когда интенсивно станут выделяться белые пары сернистого газа, колбу снять с плитки, немного остудить, добавить несколько капель перекиси водорода и снова поставить на электроплитку.

Озоление продолжается до полного обесцвечивания жидкости в колбе. Чтобы на горлышке колбы не оставалось капель темного неозоленного вещества, ее во время сжигания несколько раз поворачивают. Капли при этом сжигаются паром.

6. По окончании озоления перенести содержимое колбы Кьельдаля в мерную колбу на 250 мл, ополаскивая колбу Кьельдаля 3- 4 раза дистиллированной водой.

7. Довести объем колбы до метки дистиллированной водой.

8. 10-15 мл раствора из колбы оставить для определения фосфора.

9. Остальное количество раствора перенести в отгонную колбу и добавить в нее 1-2 капли фенолфталеина (если не определяется фосфор, то всё количество раствора перенести в отгонную колбу).

10. Одновременно приготовить приемную колбу: в колбу емкостью 250-300 мл влить 20-30 мл 0, 1 н раствора серной кислоты.

11. Добавить в эту колбу 3-4 капли индикатора (конго красного или метилового красного).

12. Установить приемную колбу под холодильник аппарата Кьельдаля так, чтобы кончик трубки холодильника был погружен в кислоту.

13. Держа отгонную колбу в наклонном положении прилить в нее из цилиндра 60 мл 33-40% раствора щелочи так, чтобы она не попадала на самую верхнюю часть горлышка колбы (иначе пробка будет держаться неплотно и при кипячении выскочит).

14. После вливания щелочи колбу немедленно закрыть пробкой, а ее содержимое осторожно взболтать.

Появление темно-розового окрашивания указывает на то, что щелочи влито достаточно. При отсутствии окрашивания, щелочи необходимо добавить.

15. Поставить отгонную колбу на электроплитку и отогнать аммиак (около 1 часа). Окончание отгона проконтролировать реактивом Несслера. Для этого пробирку с этим реактивом подставить под форштосс холодильника, предварительно сполоснув его дистиллированной водой. Если реактив Несслера не пожелтеет от капли дистиллята, то отгон закончен.

16. Оттитровать содержимое приемной колбы 0, 1 н раствором щелочи до перехода окраски жидкости в красную (если применяли индикатор конго красное) или из красной в золотисто-желтую (если применяли индикатор метиловый красный).

 

Вычислить результаты анализа по формуле:

, где

Х – содержание азота, в процентах на воздушно-сухое вещество;

а - количество 0, 1 н раствора серной кислоты, взятой в приемник, мл;

б – количество 0, 1 н раствора щелочи, пошедшей на титрование остатка серной кислоты в приемнике, мл;

0, 1 – нормальность титрованного раствора серной кислоты;

0, 014 – г азота, составляющего 1мг/экв его;

100 – для выражения азота в %;

n – навеска анализируемого вещества в г.

Реактивы

1. Серная кислота (плотность 1, 84) содержащая селен – 5 г металлического селена растворить при нагревании в одном литре Н₂SО₄.

2. Пергидроль (Н₂О₂) 33%- ная.

3. Серная кислота, 0, 1 н раствор (лучше приготовить из фиксанала).

4. Фенолфталеин.

5. Метиловый красный.

6. Реактив Несслера.

7. Щелочь NaOH или КOH 33-40% - ный раствор.

8. Едкий калий или едкий натрий 0, 1 н раствор (лучше готовить из фиксанала).

Задание 1. Изучить методику отбора и подготовки растительных проб к анализу.

Задание 2. Освоить методику определения содержания общего азота в семенах зерновых и зернобобовых культур методом Кьельдаля, рассчитать содержание «сырого» протеина (используя результаты анализа и данные справочной таблицы приложения 9).

Задание 3. Сравнить результаты определения различных растительных образцов и сделать выводы о влиянии биологических особенностей культур и применяемой системы удобрений на белковость зерна.

Задание 4. Определить хозяйственный вынос азота урожаем озимой пшеницы 50 ц/га при содержании азота в зерне 2, 8 %, содержании его в соломе 0, 45 % и соотношении массы зерна и соломы 1: 1, 5.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое разовая, общая, средняя лабораторная проба зерна, муки и других сыпучих растительных материалов?

2. Как подготавливают лабораторную пробу зерна для анализа?

3. В чем особенность отбора образцов сена, соломы, силоса, сенажа для анализа?

4. В чём суть метода определения содержания общего азота в растениях по Кьельдалю?

5. Назовите коэффициенты пересчёта общего азота на «сырой» протеин для разных культур. Как они рассчитываются?

6. В состав каких органических соединений в растениях входит азот?

7. Каковы внешние признаки недостатка азота в растениях?

8. Способен ли азот к реутилизации в растениях?

9. В каких формах может поступать азот в растения?

10. С помощью какого реактива можно сделать диагностику растений на обеспеченность его азотом?

11. Какие части растений раньше обедняются азотом при недостатке его в почве?

12. Что понимают под хозяйственным выносом питательных веществ урожаем? Чем он отличается от биологического выноса?