Metodo Kjeldahl. Calcoli svolti

Il Metodo Kjeldahl per la Determinazione dell’Azoto Organico

Il metodo Kjeldahl, chiamato così in onore del chimico danese Johan Kjeldahl che lo propose nel 1883, è uno dei metodi più utilizzati per la titolazione acido-base finalizzata alla determinazione dell’azoto organico presente in una sostanza chimica. Questo metodo è ampiamente impiegato per determinare le proteine nei prodotti lattiero-caseari, nonché per l’analisi della caffeina, della saccarina, delle proteine, dei fertilizzanti, dei fanghi e dei sedimenti.

Applicazioni del Metodo Kjeldahl

Il metodo Kjeldahl trova applicazione nell’analisi di composti organici in diversi settori, tra cui la chimica farmaceutica, biochimica e ambientale.

Fasi del Metodo Kjeldahl

Il metodo Kjeldahl è composto da tre fasi distinte:

1. Digestione: Le proteine vengono digerite e l’azoto presente viene convertito in ione ammonio grazie all’utilizzo di acido solforico concentrato, solfato di potassio e un catalizzatore come selenio, mercurio o sali di rame. Questa fase avviene a una temperatura di circa 400 °C in un tubo resistente al calore. L’obiettivo è ossidare il campione, con i suoi componenti organici che inizialmente diventano di colore nero sporco.

2. Distillazione: L’ammoniaca prodotta dalla reazione con l’ione ammonio e una base forte viene condensata e fatta fluire in una soluzione contenente acido forte.

3. Titolazione: Durante questa fase, l’azoto presente nella sostanza viene convertito in ammonio. Aggiungendo acido solforico concentrato a caldo, si favorisce la formazione di solfato di ammonio secondo la seguente reazione:
analita + H₂SO_4(aq) → (NH₄)₂SO_{4(aq) + CO2(g)} + SO_{2(g) + H2}O_(g).

Utilizzare il Metodo Kjeldahl per determinare la percentuale di proteine in un campione di formaggio è un processo chimico interessante. Inizialmente, si aggiunge una piccola quantità di NaOH al solfato di ammonio per convertirlo in ammoniaca. Successivamente, l’ammoniaca viene distillata in una beuta contenente un acido forte standardizzato.

Processo di Analisi

L’acido forte in eccesso viene poi valutato tramite retrotitolazione per determinarne la quantità. Se si sta analizzando un composto che contiene azoto con un numero di ossidazione diverso da -3, come nei nitrocomposti, si deve aggiungere un agente riducente come l’acido salicilico.

Ottimizzare l’Ossidazione

Per garantire un’ossidazione completa dei composti aromatici difficili da ossidare, come la piridina, si aggiunge ossido di mercurio (II). Questo assicura che l’ossidazione avvenga completamente.

Esercizio con il Metodo Kjeldahl

Un esempio pratico di utilizzo del Metodo Kjeldahl si basa sulla determinazione della quantità di proteine in un campione di formaggio. Dopo il trattamento del campione e l’ottenimento dell’ammoniaca, si procede a misurare l’eccesso di HCl tramite retrotitolazione con NaOH.

Le moli di HCl e NaOH vengono calcolate per determinare la quantità di azoto presente nel campione, che a sua volta permette di calcolare la massa di proteine. Infine, la percentuale di proteine nel formaggio viene determinata come rapporto tra la massa delle proteine e la massa totale del campione.

In conclusione, il Metodo Kjeldahl rappresenta un’importante procedura analitica per determinare la presenza di proteine in campioni alimentari come il formaggio, consentendo di ottenere dati accurati sulla composizione nutrizionale degli alimenti.