A Kjeldahl-módszer (1. rész) | Nyomtatás |

Hozzáadott sók

 Az önmagában alkalmazott kénsavval történő roncsolás legnagyobb hátránya, hogy a szerves alkotók lassú lebomlási sebessége miatt, számos mintatípus esetében nagyon hosszú roncsolási időre van szükség. Szervetlen sók adagolásával azonban hatékonyan emelhető a kénsavas oldat forráspontja. A tiszta, tömény kénsav forrpontja kb. 330 ºC. Az oldat forrpontja akár 390 ºC-ra, vagy - a só és a sav arányától függően - akár még magasabbra módosítható például K2SO4 só adagolásával. Így jelentősen meggyorsítható a szerves komponensek lebomlásának sebessége, csökkentve ezáltal a szükséges roncsolási időt.

Só adagolás kapcsán meg kell azonban említeni néhány szükséges megfontolást. Elsőként azt, hogy sók adagolásával a roncsoló oldat hőmérséklete elérhet akár a  400 ºC feletti hőfokokat is. Amennyiben a hőmérséklet a roncsolás valamely szakaszában jelentősen 400 ºC fölé emelkedik, ez az illékony nitrogén komponensek elvesztésével járhat. Figyelembe kell továbbá azt is venni,  hogy a sav mennyisége fokozatosan fogy a roncsolás folyamán, így az oldat só/sav aránya fokozatosan emelkedik. Ez azt jelenti, hogy a legmagasabb hőmérséklet a roncsolás utolsó szakaszában lesz tapasztalható. Összefoglalva elmondható, hogy a hőközlés, a sav fogyás, a só/sav arány, a roncsolás hossza, a Kjeldahl-lombik kialakítása mind egymásra is ható tényezőként összességében hatással vannak kialakuló oldathőmérsékletre.

Második megfontolásként meg kell említeni a kisózás jelenségét. Amennyiben a só/sav arány nagy, az oldat lehűtésekor jelentős mennyiségű anyag kiválására kell számítani. Ennek következtében a keletkező üledékben előfordulhatnak tömény savzárványok, melyek a tömény lúg adagolásakor heves reakciókat eredményezhetnek. A jelenség valamelyest tompítható, ha a kihűtés során a már kellőképpen lehűlt oldatot némi vízzel hígítjuk.

Katalizátor adagolás

A Kjeldahl-módszer hosszú története során számos katalizátort alkalmaztak a szerves komponensek lebontásának hatékonyabbá tétele érdekében. Ezek közül a higany-oxid bizonyult a leghatékonyabbnak és a legszélesebb körben alkalmazott katalizátornak. Ugyanakkor hátrányaként említhető, hogy a roncsolás folyamán komplexet képez az oldatban megjelenő ammónium ionokkal. A roncsolást követően, de a desztillálást megelőzően az oldathoz adagolt nátrium-tioszulfáttal, vagy nátrium-szulfiddal lebontható a kialakult komplex, miközben higany-szulfid csapódik ki. Ez munkavédelmi szempontból is fontos lépés, hiszen így megakadályozható (pontosabban jelentősen  lecsökkenthető annak esélye), hogy a desztillálás során higanygőzök kerüljenek a légtérbe.

A keletkező üledék kezelése, megsemmisítése környezetvédelmi szempontból aggályos ezért egyre inkább kedvelté válnak a nem higanyos katalizátorok. Számos módszerben alkalmaznak például réz-szulfátot. Titán-oxid és réz-szulfát együttes alkalmazásával pedig az önmagában jelen levő réz-szulfát hatékonysága tovább növelhető. A szelén szintén gyakran alkalmazott katalizátor.

A nitrát és nitrit redukciója

A Kjeldahl-roncsolás nem minden esetben alakítja át a mintában található minden nitrogén formát ammóniává. A nitrát- és nitrit ionokat elsőként redukálni kell annak érdekében, hogy mennyiségi meghatározás eredménye ezeket a komponenseket is magában foglalja. Szalicil savas és ezt követő nátrium-tioszulfátos előkezelés alkalmazásával biztosítható a teljes mértékű redukció. Ez a redukciós lépés szinte kizárólagos a Kjeldahl-módszerek esetében. Egyéb előkezelések alkalmazásával, pedig épp ellenkezőleg: megakadályozható, hogy a nitrátok kis mrtékben is redukálódjanak az elszenesítés során. Így a kapott mennyiségi eredménybe e komponensek nem számítanak bele.