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學習重點 掌握凱氏定氮法的三階段：濃硫酸消化、加鹼蒸餾、吸收後滴定，並辨認濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉各自的作用。 熟記硝酸鹽檢品的特殊處理（加水楊酸固定），以及氮含量換算粗蛋白質（×6.25）與由分子式計算含氮化合物理論氮含量的方法。 判斷哪些物質可用凱氏法測定：必須是含氮檢品，例如蛋白質、胺基酸。 區分凱氏法、卡爾費雪法、莫耳法、佛哈德法及漢納斯法的測定對象。 辨認「鹼水解、蒸餾、硼酸吸收、標準酸滴定」的流程屬於酸滴定法，不要僅憑蒸餾或含氮檢品就判成凱氏法。 核心觀念 一、凱氏定氮法：先把有機氮轉成銨鹽 凱氏法（Kjeldahl method）用於測定檢品的氮含量，並可據此估算粗蛋白質，因此是經典分析法中用來定量蛋白質的方法。有些含氮化合物加酸或加鹼仍無法水解而定量釋出氨，這時可利用濃硫酸消化，使其中的氮轉成硫酸銨，再加鹼蒸餾、滴定。 消化：以濃硫酸加熱分解有機物，碳、氫被氧化成二氧化碳與水，氮則以硫酸銨的形式保留在消化液中。 鹼化與蒸餾：消化完成並適當冷卻、稀釋後，加入足量氫氧化鈉，使銨離子轉為氨，再加熱蒸餾。 吸收與滴定：餾出的氨可用硼酸溶液吸收，再以標準酸直接滴定；或用過量的標準酸吸收，再以標準鹼回滴剩餘的酸。由消耗量求得氨量，再換算氮含量。 鹼化釋氨的關係可記為：NH₄⁺＋OH⁻ → NH₃↑＋H₂O。消化階段形成的是硫酸銨；加鹼後才釋出可蒸餾的氨，兩者不可混淆。 試劑主要作用判斷重點 濃硫酸消化有機物，使氮轉成銨鹽消化產物為硫酸銨 硫酸鉀提高消化液沸點，使消化可在較高溫度下進行提高消化（硝化）溫度 硫酸銅作為消化催化劑縮短消化時間 氫氧化鈉使消化液鹼化，從銨鹽釋出氨供後續蒸餾收集 水楊酸含硝酸鹽檢品專用，固定硝酸來源的氮避免氮受熱揮發損失 二、哪些物質可用凱氏法測定 凱氏法測的是「氮」，所以檢品必須含氮。苯丙胺酸（phenylalanine）等胺基酸、蛋白質都適用。碳酸氫鈉（NaHCO₃）、醋酸（CH₃COOH）及乙醇（C₂H₅OH）的分子中沒有氮，無法用凱氏定氮測定其含量。 判斷技巧：先看化學式或名稱中有無氮（胺、amine、amino、醯胺等），再判斷是否適用。 三、硝酸鹽等特殊含氮檢品須先處理 硝酸鹽、亞硝酸鹽中的氮在一般凱氏消化時，容易在加熱過程中以氮氧化物形式揮發散失，無法定量轉成硫酸銨，所以須採用修正程序。 對含硝酸鹽檢品，要在硫酸中加入水楊酸，使硝酸與水楊酸反應形成硝基化合物而被固定，避免加熱時揮發；接著以硫代硫酸鈉等還原劑，把硝基還原成胺基，再照一般程序消化。 要分清三種功能：水楊酸負責固定，硫代硫酸鈉負責還原，硫酸銅負責催化消化。固定硝酸鹽、亞硝酸鹽所用的是水楊酸，不是氫氧化鈣；苯甲酸、硫酸銅也不能代替水楊酸。 四、氮含量、粗蛋白質與檢品純度的換算 一般估算食物、血液、肥料等的蛋白質時，假設蛋白質平均含氮量約為16%，因此換算因子為100÷16＝6.25。 粗蛋白質含量＝測得的氮含量×6.25。例如氮的質量百分比乘以6.25，即得粗蛋白質的質量百分比。 此法由總氮估算蛋白質，非蛋白氮也會一併計入，所以得到的是「粗」蛋白質。特定蛋白質另有指定換算因子時，應依規定使用。 若要求單一化合物的理論氮含量，則須由分子式中的氮原子數計算： 理論氮含量（%）＝氮原子數×14.01÷分子量×100% 以L-離胺酸C₆H₁₄N₂O₂、分子量146.19為例，每分子含兩個氮原子： 純品理論氮含量：（2×14.01÷146.19）×100%≈19.16% 含量下限98.50%時：19.16%×0.985≈18.88% 所以氮含量範圍應落在約18.88%起、約19%附近。選項中若出現約一半（只算一個氮，約9.4%）、約四分之一或約兩倍（約38%）的數值，都是算錯氮原子數或倍數造成的干擾選項，抓住下限18.88即可判斷。 計算時要區別：化合物含量百分比表示檢品中有多少比例是該化合物；氮含量百分比表示檢品中氮所占的質量比例，兩者不同。 五、經典分析法與測定對象 方法主要測定對象辨識關鍵 凱氏法（Kjeldahl）氮含量，進而估算粗蛋白質濃硫酸消化、硫酸銨、加鹼蒸氨 卡爾費雪法／費氏法（Karl Fischer）水分水含量測定 莫耳法（Mohr）氯離子等鹵離子銀量法，以鉻酸鉀作指示劑 佛哈德法／波哈法（Volhard）氯化物等鹵化物銀量法，以硫氰酸鹽滴定銀離子、鐵（III）鹽作指示劑；測氯時採反滴定 漢納斯法／漢氏法（Hanus）油脂的碘價以一溴化碘（IBr）對不飽和鍵加成，反映不飽和程度 碘價表示每100克檢品所吸收鹵素折算為碘的克數，數值越高代表油脂越不飽和。漢納斯法的測定重點是可參與加成反應的雙鍵，不是芳香胺含量。 六、鹼水解蒸餾—硼酸吸收—標準酸滴定 某些含氮藥物不需要濃硫酸消化，只要加氫氧化鈉水解，就能定量釋出揮發性鹼，例如氨或二甲胺。將其加熱蒸餾，以硼酸溶液吸收，再以標準酸滴定，即可依反應當量換算藥物含量。 Neostigmine methylsulfate就是典型例子：加入氫氧化鈉水解後釋出二甲胺，經蒸餾、硼酸吸收，再以標準酸滴定。因為最後是用標準酸去滴定揮發性鹼，方法分類為酸滴定法。 方法名稱要看最後用什麼標準滴定液，以及有無濃硫酸消化： 前處理加氫氧化鈉，不代表是「鹼直接滴定法」，因為氫氧化鈉只用來水解，並非滴定液。 硼酸吸收後用標準酸直接滴定，不是「以標準鹼回滴過量酸」。 沒有濃硫酸消化、沒有轉成硫酸銨的步驟，就不歸為凱氏氮含量測定法。 常考陷阱 把消化產物寫成氨、碳酸銨或氫氧化銨：濃硫酸消化後的產物是硫酸銨；加鹼後才釋出氨。 交換硫酸鉀與硫酸銅的功能：硫酸鉀提高消化溫度，硫酸銅催化、縮短消化時間，這兩個敘述都是正確的。 硝酸鹽固定試劑選錯：固定硝酸鹽、亞硝酸鹽用水楊酸。「以氫氧化鈣固定」是錯誤敘述；苯甲酸、硫酸銅、硫代硫酸鈉都不是固定劑。 換算因子選錯：粗蛋白質＝氮×6.25。22.4是氣體莫耳體積，與此無關；其他數值也不是蛋白質換算因子。 離胺酸只算一個氮：分子式N₂表示兩個氮，只算一個會使結果減半；也不要把純度98.50%直接當成氮含量。 選不含氮的物質用凱氏法：碳酸氫鈉、醋酸、乙醇都不含氮；胺基酸如苯丙胺酸才適用。 蛋白質定量選錯方法：由氮量估算蛋白質要選凱氏法；卡爾費雪法測水，莫耳法與佛哈德法屬銀量法測鹵化物。 把漢納斯法配成芳香胺測定：漢納斯法測碘價，也就是不飽和程度。 看見含氮、蒸餾就選凱氏法：須確認有無濃硫酸消化。藥物經氫氧化鈉水解釋出揮發性鹼，以硼酸吸收再用標準酸滴定，應判為酸滴定法。 記憶口訣 「硫酸消化成銨鹽，加鹼蒸氨再定量；鉀升溫，銅催化，硝酸固定水楊酸。」 「凱氏氮、費氏水、莫耳佛哈測氯鹽、漢氏碘；氮乘六點二五，估算粗蛋白。」 「鹼解蒸餾硼酸收，標準酸滴是酸滴。」