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使用凱氏定氮儀要注意些什么?步琦來解答,助您實驗一臂之力

來源:步琦實驗室設備貿易(上海)有限公司   2023年11月07日 15:18  

步琦凱氏定氮儀的注意事項及維護

 

凱氏定氮法是測定蛋白質/氮的常用方法,該方法簡單易操作,但由于實驗過程中涉及到的步驟消化→蒸餾→滴定以及使用的試劑較多,因此出現(xiàn)問題后排查起來會費時費力。

 

本文集合了客戶了經常面臨的問題,并一一給予解決方法,旨在幫助客戶實驗過程中能快速發(fā)現(xiàn)問題,并及時排查解決掉。

 

1

消解儀使用注意事項

快速消解儀為實驗室應用而設計和構建的。用途是通過加熱用濃硫酸在催化劑作用下消解樣品。抽吸裝置(如尾氣吸收儀 K-415 或水射泵(訂貨號 002913)必須連接到抽吸模塊上,以安全排出消解過程中出現(xiàn)的煙霧。

 

在使用前,需要檢查以下事項:

  • 樣品管是否完好,如果發(fā)現(xiàn)樣品管破損(如有裂痕,劃痕或者撞擊的痕跡)立即更換新的樣品管,另外樣品管在使用一段時間也應及時換新,建議使用 2~3 年后更換新樣品管1,訂貨號037377(300mL,4pcs)或11059690(300mL,20pcs),以保證安全。

  • 水射泵側管需低于煙霧收集管出口,防止煙霧冷凝在管路里邊影響抽氣力度,可能降低消解效率。

 

消解過程中,需要注意:

  • 水射泵流速要適當,不能為了節(jié)約水流速過低,不能提供合適的負壓帶走煙霧。

  • 硫酸不宜過少,防止干燒損壞樣品管。

  • 加熱盡量按照指導逐漸升溫,防止樣品濺到試管壁上導致消解不完整,影響結果。

  • 注意催化劑的比例和廠家品牌,防止鹽過多,冷卻后析出影響消解管的安裝。

  • 如果發(fā)現(xiàn)有大量煙霧冒出,液體噴濺。請立即斷電,加大通風,待樣品管冷卻后再進行操作。檢查抽氣泵是否正常工作,以及玻璃和密封圈是否完好。

 

消解結束后,需要注意:

  • 在完成消解后 30min 內請勿使用立即冷水清洗樣品管或者直接蒸餾。溫度差過大會導致玻璃自身產生形變而出現(xiàn)裂痕。需待冷卻完畢后,再清洗樣品管,并檢查是否玻璃完好。

  • 要想延長密封件的使用壽命,經常用水對其進行清洗,然后用軟布擦干清洗過的密封件。

 

明確禁止以下使用:

  • 在通風柜外進行消解操作

  • 在濃硫酸中消解樣品(如食物和飼料)時,可產生爆炸性硝基化合物。

  • 在濃硫酸中對不明成分的樣品材料進行消解。

  • 使用在沖擊、摩擦、加熱或火花的情況下可引起爆炸或燃燒的樣品。

 

鋁塊消解儀:

K-446 在使用前除了需要檢查以上所需事項外,在使用后還需注意:

 

  • 消解完后,廢液承接盤一定要放置在煙霧收集管底部,防止酸滴到加熱模塊上腐蝕設備。

  • 加熱模塊上面的雜質需及時清理干凈,以免影響加熱效率。

  • 煙霧收集管需及時清潔,減少對玻璃的腐蝕。玻璃明顯有變薄或者紋路及時更換。

 

K-415 尾氣吸收儀:

  • 配置 8%-10% 的氫氧化鈉溶液或者 20% 的碳酸鈉溶液 3L, 堿液中一般加入溴甲酚藍或溴甲酚綠作為指示劑(取少量固體粉末用乙醇溶解,再加入堿液中),也可加入酚酞指示劑。

  • 吸收瓶中要加入固體顆粒的活性炭(顆粒直徑2mm ~ 6mm),并在兩端加入玻璃棉。

  • 打開電源開關,確保冷卻水打開,利用旁通閥可調節(jié)抽吸性能。需要降低抽吸性能時,應逆時針轉動旋鈕。順時針轉動旋鈕將關閉閥門,使抽吸性能達到最大。

  • 每天實驗前檢查洗滌液是否需要更換,每次更換洗滌液時應清潔墊圈、濾網(wǎng)和密封圈。檢查活性炭是否出現(xiàn)結晶,凝結,如有需更換。檢查玻璃器件,軟管及接頭是否有損壞。

 

2

凱氏定氮儀使用注意事項

使用凱氏定氮儀是將消化后的樣品(硫酸消化液)加強堿后反應并生成 NH4+,并通過水蒸汽將NH4+ 帶入到硼酸中,最后用標準酸滴定,根據(jù)消耗的標準酸算出N的含量。乘以相應的蛋白質系數(shù),即可得到蛋白質含量。

 

 

標準測試:


1. 蒸餾量偏低

進行蒸餾儀蒸汽力度測試:預熱設備后,空樣品管蒸餾,蒸餾 5 分鐘,用量筒測量蒸餾液體是否達到 130mL 以上。

 

2. 蒸餾儀密封性測試

預熱設備,空白穩(wěn)定后,用同一方法測試 5 個硫酸銨或磷酸二氫銨樣品,看樣品回收率及平行性能否達到要求(回收率 98 - 102 %,RSD < 3)。

 

3. 設備冷凝水不足

  • 檢查冷凝水管路連接水閥是否打開?

  • 檢查進水濾網(wǎng)是否堵塞或損壞?

 

4. 設備不排空

  • 檢查廢液管是否插到下水道或廢液桶的液面以下。

  • 檢查抽吸瓶上下部閥門密封件是否老化或粘連。

 

凱氏定氮儀日常維護:

 

1. 清洗和檢查樣品管

每次使用儀器之前執(zhí)行此操作。清洗干凈后再次用二級純水將樣品管進行潤洗一次,同時檢查樣品管是否有破損情況,如有裂痕及破損,請停止使用該樣品管。

 

2. 清洗玻璃組件

設置清洗每天結束時,應執(zhí)行清洗程序,對系統(tǒng)進行全面的沖洗。防噴濺保護器和冷凝器用水沖洗,去除殘留的氫氧化鈉。通過定期清洗,可延長玻璃部件的使用壽命。清洗方法已預設,但可根據(jù)樣品管的尺寸進行修改和調節(jié)。針對有樣品管排空的型號如:Multi K-365 及 K-375,我們建議在 300mL 樣品管中添加 200mL 以上的水,蒸餾設置 300s 以上。

 

3. 清洗和維護軟管和軟管連接

如實驗間隔周期較長,長時間未使用凱氏定氮儀,我們建議將所有試劑倒空,將軟管從試劑桶內取出,并手動排空管內溶液,用水進行清洗。尤其是堿液管路,長時間不使用會導致 NaOH 結晶,防止對堿泵及管路造成損壞。

 

4. 清洗和維護防濺保護器

玻璃飛濺保護器:如果防濺保護器上部有殘留物,建議將其卸下,用清洗劑進行清洗。


塑料防濺器:如果您看到空白值不斷增加,建議卸下防濺保護器。用清洗劑或超聲水浴進行清洗。當拆卸防濺保護器進行清洗時,也要清洗密封件,以延長其使用壽命。用清水沖洗后,用軟布擦干,重新安裝,并將防濺保護器裝回原位。

 

5. 全自動滴定型號的維護

定期對 pH 電極進行校準,默認采用兩點校準,緩沖液可根據(jù)需要進行修改,校準后看兩個參數(shù),斜率值和零點,電極斜率值(Slop)在 95%~103% 之間時,電極可正常使用,在 96.5%~101% 之間,電極狀態(tài)很好。

 

零點(pH(0))在 6.4~8.0 之間時,電極可正常使用,越接近7越好。

 

pH 電極的電極零點和斜率可能因玻璃膜老化或隔膜變化(如污染)而改變,導致測得的電極斜率小,由此產生測量值不穩(wěn)定、平衡時間長和結果不準確等現(xiàn)象。以下表格列出了電極斜率小常見的原因和排查措施。

 

 

3

總結常見應用問題及排查

 

氮含量太高

原因

糾正措施

稱量誤差

檢查天平是否平穩(wěn),天平周圍是否有其他儀器干擾,是否有靜電干擾

樣品或標準品污染

重新取樣,或更換標準品

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

蒸餾殘留

減少液體總量,300mL 樣品管中的樣品量應不超過 150mL,以避免樣品量過多噴濺嚴重;在堿加入樣品管前,使用水稀釋樣品管中酸也能減低噴濺程度

實驗環(huán)境中有游離氨

檢查進行定氮的實驗室是否放置了氨水等含揮發(fā)性氨試劑

滴定劑濃度錯誤

檢查滴定液的計算和濃度、 摩爾反應系數(shù)(每摩爾鹽酸含 2 摩爾 H+、每摩爾硫酸含 2 摩爾 H+)、滴定劑系數(shù);對滴定酸進行標定,重新計算

滴定系統(tǒng)、滴定管、玻璃管中有空氣

檢查滴定酸液位,如滴定酸不足及時補充,并在滴定系統(tǒng)上進行排液操作

pH 電極故障

使用標準溶液校準電極,必要時進行更換,如使用標準緩沖鹽進行校準多次仍不能通過滴定儀要求則建議更換

手工滴定指示劑變性

重新配置母液

計算錯誤

重新計算,更換實驗員對實驗結果核對

計算錯誤

重新計算,更換實驗員對實驗結果核對

 

氮含量太低

原因

糾正措施

稱量誤差

檢查天平是否平穩(wěn),天平周圍是否有其他儀器干擾,是否有靜電干擾

滴定劑濃度錯誤

檢查滴定液的計算和濃度、 摩爾反應系數(shù)(每摩爾鹽酸含 2 摩爾 H+、每摩爾硫酸含 2 摩爾 H+)、滴定劑系數(shù);對滴定酸進行標定,重新計算

樣品或標準品污染

重新取樣,或更換標準品

樣品中的氮含量較高

減少樣品量,樣品中氮含量不可超過 200mg

樣品轉移過程損失

避免天平轉移到樣品管過程中,樣品損失,或掛壁

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

消解硫酸不足

增加硫酸用量(依據(jù)經驗,一般常量法比如 1g 左右樣品試用 20mL 濃硫酸,半微量法使用 10 mL 濃硫酸)

消化時發(fā)生泄漏

檢查抽吸模塊密封性

消解時發(fā)生噴濺

調整加熱檔,使消解儀緩慢升溫,避免樣品因噴濺造成損失

催化劑與硫酸比例不對

糾正催化劑與濃硫酸的使用比例在 1:3-1:2

消解未完成

延長消解時間,保證樣品澄清后繼續(xù)消解 30min

消解后未冷卻完整

消解后冷卻至少 30 分鐘

NaOH 加入量不足或所用的 NaOH 濃度不正確 ( 應為 32 %)

糾正用量,直到可以觀察到在堿加入后樣品顏色發(fā)生變化

蒸餾時發(fā)生泄漏

進行蒸汽力度測試

滴定劑濃度錯誤

檢查滴定液的計算和濃度、  摩爾反應系數(shù)、滴定劑系數(shù);對滴定酸進行標定,重新計算

pH 電極故障

使用標準溶液校準電極,必要時進行更換,如使用標準緩沖鹽進行校準多次仍不能通過滴定儀要求則建議更換

手工滴定指示劑變性

重新配置母液

計算錯誤

重新計算,更換實驗員對實驗結果核對

 

重復性不佳

原因

糾正措施

稱量誤差

檢查天平是否平穩(wěn),天平周圍是否有其他儀器干擾,是否有靜電干擾

樣品非均質

由于樣品的不均質導致結果不平行,請重新均質樣品

樣品或標準品污染

重新取樣,或更換標準品

樣品轉移過程損失

避免天平轉移到樣品管過程中,樣品損失,或掛壁

玻璃器皿污染

清洗玻璃器皿

消解時發(fā)生噴濺

調整加熱檔,使消解儀緩慢升溫,避免樣品因噴濺造成損失

消化時發(fā)生泄漏

檢查抽吸模塊密封性

尾氣吸收抽吸力不足

檢查尾氣吸收儀管路密封性,定期清洗尾氣吸收儀的泵

消解期間抽吸力太強

使用旁路閥降低尾氣吸收裝置的抽吸力

消解未完成,消解時間太短

延長消解時間,保證樣品澄清后繼續(xù)消解 30min

蒸餾時發(fā)生泄漏

進行蒸汽力度測試

蒸餾和滴定時攪拌器不工作

清洗攪拌器,必要時進行更換

滴定系統(tǒng)、滴定管、樣品管中有氣泡

檢查滴定酸液位,如滴定酸不足及時補充,并在滴定系統(tǒng)上進行排液操作

pH 電極校準不正確或未校準

使用標準溶液校準電極,必要時進行更換,如使用標準緩沖鹽進行校準多次仍不能通過滴定儀要求則建議更換

滴定管被堵塞、松脫、太短或損壞

檢查滴定管,清潔或重新連接

手工滴定指示劑變性

重新配置母液

 

 

 

 

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