¿Qué es el método Kjeldahl?
Los científicos usan el método Kjeldahl para analizar el porcentaje de nitrógeno orgánico en una sustancia. Los niveles de nitrógeno se pueden usar para determinar la cantidad de proteína. El nombre completo del método es el método Kjeldahl de análisis de nitrógeno; a veces, el análisis de proteínas se usa en lugar del análisis de nitrógeno, pero los términos se refieren al mismo método.
El químico Johan Kjeldahl presentó su método por primera vez a la Sociedad Danesa de Química en 1883. Determinó que, dado que el nitrógeno es un elemento importante en la proteína, el análisis de nitrógeno podría usarse para determinar la cantidad de proteína en una sustancia. Sus hallazgos se han mejorado desde entonces, pero el método básico permanece en su lugar.
El método Kjeldahl consta de tres pasos, comúnmente denominados digestión, destilación y titulación. La digestión descompone el nitrógeno en amoníaco y la destilación separa el amoníaco de otros componentes. La cantidad de amoníaco se calcula utilizando la titulación, luego las cantidades de nitrógeno y proteína se pueden calcular en función de la cantidad de amoníaco.
Durante la etapa de digestión, una pequeña muestra de la sustancia a analizar se mezcla con ácido sulfúrico, sulfato de potasio y un catalizador que acelera la reacción. Esta mezcla se calienta a una temperatura muy alta - hasta 750 ° F (aproximadamente 400 ° C) - durante aproximadamente una hora, luego se enfría. Las reacciones que tienen lugar en la mezcla calentada descomponen las moléculas grandes en componentes más pequeños, incluidos los iones de amonio.
La etapa de destilación convierte los iones de amonio en gas amoniaco al agregar hidróxido de sodio a la mezcla. Luego se eleva la temperatura de la solución, convirtiendo el amoníaco en un gas volátil que se eleva en un vapor. Los vapores quedan atrapados en una solución, como el ácido clorhídrico o el ácido bórico.
El amoníaco atrapado en un ácido neutraliza parte del ácido, lo que significa que reduce el pH. La cantidad de ácido que queda después de esta neutralización se titula con una base, tal como hidróxido de sodio. Se agrega un tinte a la solución de ácido y amoníaco, que cambia de color cuando cambia el pH. Luego se agregan pequeñas cantidades de la base al ácido solo hasta que la solución cambia de color. La cantidad de base necesaria para alcanzar este punto final se puede usar para calcular la cantidad de amoníaco en la solución original.
Para calcular la cantidad de nitrógeno, un científico primero debe conocer la cantidad de moles de ácido y base que estaban presentes en la solución final. Restar los moles de base de los moles de ácido da los moles de amoníaco. Los moles de amoníaco en la solución final son los mismos que los moles de nitrógeno, por lo que este número se multiplica por 14, la masa atómica de nitrógeno, para encontrar los gramos de nitrógeno.
El porcentaje de nitrógeno se encuentra dividiendo los gramos de nitrógeno por el total de gramos en la muestra original y multiplicándolo por 100. El porcentaje de proteína del método Kjeldahl se encuentra multiplicando el porcentaje de nitrógeno por un factor de conversión. Este factor de conversión suele ser 6.25, con la excepción de algunas sustancias como el trigo y los productos lácteos.