ЛАБЫ

Определение содержания общего азота в растениях (Лабораторная работа)

 

Цель работы: определить содержание общего азота по Кьельдалю в растительных образцах.

 

Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белка и других азотистых органических соединений в растениях, ростовые процессы. Недостаток азота особенно резко сказывается на росте вегетативных органов (появление бледно-зеленой или даже желто-зеленой окраски листьев из-за нарушения образования хлорофилла). Слабое формирование фотосинтезирующего листового и стеблевого аппарата вследствие дефицита азота, в свою очередь, ограничивает образование органов плодоношения и ведет к снижению урожая и уменьшению количества белка в продукции. Общий азот в растении представлен двумя формами: азотом белковым и азотом небелковых соединений. К последнему относится азот, входящий в состав амидов, свободных аминокислот, нитратов и аммиака.

На долю небелковых форм азота приходится в вегетативных органах 10–30 % от общего азота, а в зерне – не более 10 %. Содержание небелкового азота к концу вегетации снижается, поэтому в производственных условиях, особенно при анализе кормов, долей небелкового азота пренебрегают. Определяют в этом случае общий азот (в процентах), и его содержание пересчитывают на белок. Этот показатель называется «сырой белок».

 

Оборудование, материалы и реактивы

– весы аналитические с точностью взвешивания ± 0,0001г,

– концентрированная серная кислота (d = 1,84),

– индикатор Гроака,

– 0,1 н. титрованный раствор H₂SО₄,

– 40% раствор едкого натрия,

– 0,1 н. раствор NaOH,

– 5%-ый спиртовой раствор фенолфталеина,

– смешанный катализатор (содержащий селен),

– колба Кьельдаля,

– колбонагреватель,

– отгонная трехгорлая круглодонная колба объемом 500 см³,

– прямой холодильник,

– коническая плоскодонная колба-приемник на 250 см³.

 

Выполнение работы

1. На аналитических весах взять навеску растительного материала 0,3–0,5 ± 0,0001 г, осторожно опустить навеску на дно колбы Кьельдаля.

2. Прилить в колбу небольшим цилиндром 10–12 см³ концентрированной серной кислоты (d=1,84). Равномерное озоление растительного материала начинается уже при комнатной температуре, поэтому залитые кислотой навески лучше оставить на ночь.

3. Установить колбы в колбонагреватель, добавить смешанный катализатор (содержащий селен) или несколько капель перекиси водорода; сжигание пробы проводить до полного обесцвечивания раствора.

4. После окончания сжигания колбу Кьельдаля охлаждают и в неё осторожно приливают по стенкам дистиллированную воду, перемешивают содержимое и ополаскивают горлышко колбы.

5. Первую порцию воды наливают до горлышка и количественно переносят в круглодонную колбу ёмкостью 1 дм³. Колбу Кельдаля ещё 5–6 раз промывают небольшими порциями горячей дистиллированной воды, сливая каждый раз промывные воды в отгонную колбу. Наполняют отгонную колбу промывными водами до 2/3 её объёма и добавляют 2–3 капли фенолфталеина.

6. В коническую колбу или химический стакан ёмкостью 300–400 см³ (приёмник) наливают из бюретки 25–30 см³ 0,1 н. H₂SО₄ (с точно установленным титром), добавляют 2–3 капли индикатора Гроака (лиловая окраска). Кончик трубки холодильника погружают в кислоту. Отгонную колбу ставят на нагреватель и подсоединяют к холодильнику, проверяя герметичность соединения. Для разрушения сернокислого аммония и отгона аммиака используют 40%-й раствор щёлочи, взятый в таком объёме, который в четыре раза превосходит объём концентрированной серной кислоты, взятой при сжигании пробы (при 10 см³ кислоты берут 40 см³ щёлочи).

7. Отгонную колбу прямо на нагревателе открывают, наклоняют, в левой руке удерживают колбу и пробку холодильника.

В колбу по стенке приливают отмеренное количество щёлочи так, чтобы она опустилась вся на дно колбы, и пробку холодильника быстро закрывают. Это вызвано тем, что реакция взаимодействия щёлочи и сульфата аммония начинается и без нагревания, что приводит к потерям аммиака.

8. Закрытую колбу осторожно и тщательно взбалтывают круговыми движениями, при этом в стакан-приёмник проскакивают первоначально пузырьки воздуха. Раствор в колбе сначала становится красного цвета, а затем темнеет, и при нагревании появляется объёмный осадок.

9. Включают нагреватель и холодильник и приступают к отгону аммиака. Через 20–25 мин после начала отгона опускают стакан-приёмник так, чтобы раствор аммиака из холодильника стекал по стенке стакана. Кипение в отгонной колбе должно быть равномерным и достаточно интенсивным.

10. Отгон считать законченным, когда содержимое отгонной колбы испарится до 1/3 первоначального объёма.

11. Если в процессе отгона жидкость в приёмнике изменит окраску, необходимо добавить точно фиксированное количество 0,1 н. H₂SО₄ (20 см³), так как первоначального объёма кислоты не хватило для связывания аммиака.

12. По окончании отгона носик холодильника споласкивают дистиллированной водой из промывалки в приёмник.

13. Содержимое приёмника титруют 0,1 н. раствором едкого калия или натрия, перемешивая осторожно стеклянной палочкой до перехода окраски по реактиву Гроака от лиловой в светло-зелёную. Интенсивность окраски зависит от количества индикатора.

14. Содержание общего азота находят по формуле:

 

 

15. Результаты анализа заносят в таблицу.

 

Таблица. Результаты определения общего азота в растительном материале

 

16. Сделать вывод по результатам измерений.