欲测定奶粉中蛋白质含量,现取 0.9500 g 奶粉,经消化后转移至 100 mL 容量瓶,定容至刻度,取 10 mL 样液和过量的 NaOH 加入微量凯氏装置后,用硼酸进行吸收,用 0.0100 mol/L 的盐酸进行滴定,消耗盐酸 12.50 mL ,空白为 0 ,求奶粉中蛋白质含量?(奶粉的蛋白质系数为 6.38 )
题目解答
答案
解析
本题考查凯氏定氮法测定蛋白质含量的原理及计算,关键是通过盐酸滴定体积计算氮含量,再结合蛋白质系数得到蛋白质含量。
步骤1:明确反应关系
凯氏定氮法中,蛋白质中的氮转化为氨($NH_3$),用硼酸吸收后生成$(NH_4)_2B_4O_7$,再用盐酸滴定:
$(NH_4)_2B_4O_7 + 2HCl + 5H_2O = 2NH_4Cl + 4H_3BO_3$
关键:$n(N) = n(HCl)$(1mol氮对应1mol盐酸)。
步骤2:计算实际滴定的HCl物质的量
- 盐酸浓度$c(HCl) = 0.0100\ \text{mol/L}$,消耗体积$V(HCl) = 12.50\ \text{mL} = 0.01250\ \text{L}$
- 空白为0,故实际反应的$n(HCl) = c \times V = 0.0100\ \text{mol/L} \times 0.01250\ \text{L} = 1.250 \times 10^{-4}\ \text{mol}$
- 因此,$n(N) = 1.250 \times 10^{-4}\ \text{mol}$。
步骤3:计算总氮质量
氮的摩尔质量$M(N) = 14.01\ \text{g/mol}$,则:
$m(N) = n(N) \times M(N) = 1.250 \times 10^{-4}\ \text{mol} \times 14.01\ \text{g/mol} = 1.75125 \times 10^{-3}\ \text{g}$
步骤4:计算奶粉中总氮量(考虑稀释)
样液取了10mL(原容量瓶100mL),即稀释了10倍,故奶粉中总氮量:
$m_{\text{总氮}} = 1.75125 \times 10^{-3}\ \text{g} \times 10 = 1.75125 \times 10^{-2}\ \text{g}$
步骤5:计算蛋白质含量
蛋白质系数$f = 6.38$,蛋白质含量公式:
$\text{蛋白质含量}(\%) = \frac{m_{\text{总氮}} \times f}{m_{\text{奶粉}}} \times 100\%$
代入数据:
$\text{蛋白质含量}(\%) = \frac{1.75125 \times 10^{-2}\ \text{g} \times 6.38}{0.9500\ \text{g}} \times 100\% \approx 11.75\%$