【仪器科普】全自动凯氏定氮仪的原理

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全自动凯氏定氮仪的原理基于经典凯氏定氮法，通过自动化技术整合消解、蒸馏、滴定全流程，实现氮含量的定量分析。
一、核心原理与流程
样品消解：样品与硫酸、催化剂(如硫酸铜、硫酸钾)在消解管中高温加热(360-480℃)，其中的有机氮被氧化分解为铵盐(NH4+​)，无机氮则直接转化为离子态，消解后溶液呈透明蓝绿色。
碱化蒸馏：消解液冷却后，仪器自动加入过量氢氧化钠(NaOH)，使铵盐转化为氨气(NH3​);通过加热蒸馏，氨气随蒸汽进入冷凝管，经冷却后被硼酸(H3​BO3​)吸收液捕获，形成硼酸铵((NH4​)2​B4​O7​)，吸收液因指示剂(如甲基红 - 溴甲酚绿)作用由蓝绿色变为绿色。
自动滴定与计算：仪器使用标准酸溶液(如盐酸，HCl)自动滴定吸收液，当达到终点时(溶液由绿色变为灰红色或亮黄色)，系统根据电极检测的电位突跃或颜色变化停止滴定，记录消耗的酸体积。由于氮元素与酸的消耗量呈定量关系，结合样品质量可计算氮含量，再通过蛋白质换算系数(如 6.25)得到蛋白质含量。
二、自动化技术整合
机械臂与管路控制：自动完成加样、加试剂、转移溶液等操作，避免人工误差。
传感器与终点判断：通过 pH 电极或光学传感器实时监测滴定终点，替代人工目视判断。
数据处理系统：内置算法自动计算结果，并支持数据存储、导出及打印。
三、优势与应用
该原理确保了分析的准确性(误差≤0.5%)和高效性(单样品分析约 15 分钟)，广泛用于食品、饲料、土壤、水质等领域的蛋白质或氮含量检测，尤其适合批量样品的自动化分析。