Avainero Dumas- ja Kjeldahl-menetelmän välillä on, että Dumas-menetelmä on automatisoitu ja instrumentalisoitu menetelmä, kun taas Kjeldahl-menetelmä on manuaalinen menetelmä.
Sekä Dumas-menetelmä että Kjeldahl-menetelmä ovat tärkeitä kemiallisten aineiden typpipitoisuuden kvantitatiivisessa määrittämisessä. Nämä kaksi prosessia eroavat toisistaan määritykseen käytetyistä tekniikoista riippuen.
Mikä on Dumas-menetelmä?
Dumas-menetelmä on analyyttinen tekniikka, josta on apua kemiallisten aineiden typpipitoisuuden määrittämisessä automatisoidun järjestelmän avulla. Tämän menetelmän kehitti ensimmäisenä tiedemies Jean-Baptiste Dumas vuonna 1826. Verrattuna muihin typen kvantitointitekniikoihin tämän tekniikan erityispiirteenä on, että tämä menetelmä on täysin automatisoitu ja instrumentalisoitu, mikä mahdollistaa nopean raakaproteiinipitoisuuden mittauksen elintarvikenäytteistä. Siksi tämä tekniikka on korvannut Kjeldahlin menetelmän.
Kuva 01: Yksinkertainen kaavio Dumas-menetelmän laitteistosta
Dumas-menetelmässä on tunnetun massan omaava palava näyte korkean lämpötilan alueella (tyypillisesti noin 800-900 celsiusastetta) hapen läsnä ollessa. Tämä palaminen johtaa hiilidioksidin, veden ja typen vapautumiseen. Nämä yhdisteet vapautuvat kaasujen muodossa, ja nämä kaasut kulkevat sitten erityisen kolonnin (esim. kaliumhydroksidin vesiliuoksen) yli, joka voi absorboida näytteessä olevaa hiilidioksidia ja vettä.
Tämän järjestelmän ilmaisin on kolonni, joka sisältää lämmönjohtavuusilmaisimen prosessin lopussa. Se voi erottaa typen jäännöshiilidioksidista ja vedestä, minkä ansiosta voimme määrittää vapautuneen kaasuseoksen jäljellä olevan typpipitoisuuden.
Dumas-menetelmällä on kuitenkin etuja ja rajoituksia. Tämä tekniikka on helppo ja täysin automatisoitava. Se on huomattavasti nopeampi kuin muut menetelmät, ja se voi kestää vain muutaman minuutin mittausta kohti. Tämä tekniikka ei myöskään sisällä myrkyllisiä kemikaaleja. Dumas-menetelmän suurin haittapuoli on korkeat alkukustannukset.
Mikä on Kjeldahl-menetelmä?
Kjeldahl-menetelmä on analyyttinen tekniikka orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden typpipitoisuuden määrittämiseksi. Tässä epäorgaanisilla aineilla tarkoitetaan ammoniakkimolekyylejä ja ammoniumioneja. Muut typen muodot, kuten nitraatti-ionit, eivät kuitenkaan sisälly tähän tekniikkaan. Kjeldahl-menetelmän kehitti Johan Kjeldahl vuonna 1883.
Kjeldahlin menetelmä sisältää näytteen kuumentamisen 360-410 celsiusasteeseen väkevällä rikkihapolla. Tämä reaktio hajottaa näytteessä olevat orgaaniset aineet hapettamalla, jolloin pelkistynyt typpi vapautuu ammoniumsulfaattina. Katalyyttejä, kuten seleeniä, elohopeasulfaattia ja kuparisulfaattia, lisätään nopeuttamaan hajoamista. Joskus voimme lisätä natriumsulfaattia rikkihapon kiehumispisteen nostamiseksi. Kun lipeä kirkastuu höyryjen vapautumisen jälkeen, voidaan sanoa, että ruoansulatus on valmis. Sitten tarvitsemme tislausjärjestelmän saadaksemme lopullisen arvon.
Kuva 02: Kjeldhal-menetelmä
Tislausjärjestelmän päässä on lauhdutin. Tämä lauhdutin upotetaan tunnettuun tilavuuteen standardiboorihappoa. Sitten näyteliuos tislataan pienellä määrällä natriumhydroksidia. Tässä natriumhydroksidi reagoi ammoniumin tai ammoniakin kanssa, joka kiehuu pois liuoksesta. Sen jälkeen voimme määrittää näytteen typen määrän titraamalla tämä lopullinen liuos. Happo-emäs-titraus on sopiva, koska käytämme boorihapponäytettä.
Mitä eroa on Dumas- ja Kjeldahl-menetelmällä?
Dumas-menetelmä ja Kjeldahl-menetelmä ovat tärkeitä kemiallisten aineiden typpipitoisuuden kvantitatiivisessa määrittämisessä. Keskeinen ero Dumas- ja Kjeldahl-menetelmän välillä on, että Dumas-menetelmä on automatisoitu ja instrumentalisoitu menetelmä, kun taas Kjeldahl-menetelmä on manuaalinen menetelmä. Tästä johtuen Dumas-menetelmä on erittäin nopea, kun taas Kjeldahl-menetelmä on aikaa vievä.
Lisäksi Dumas-menetelmässä D ei käytetä myrkyllisiä kemikaaleja, kun taas Kjeldahlin menetelmässä käytetään myrkyllisiä kemikaaleja, kuten boorihappoa.
Alla infografiassa on lisätietoja Dumas- ja Kjeldahlin menetelmän eroista.
Yhteenveto – Dumas vs Kjeldahl -menetelmä
Dumas-menetelmä ja Kjeldahl-menetelmä ovat tärkeitä kemiallisten aineiden typpipitoisuuden kvantitatiivisessa määrittämisessä. avainero Dumas- ja Kjeldahl-menetelmän välillä on, että Dumas-menetelmä on automatisoitu ja instrumentalisoitu menetelmä, kun taas Kjeldahl-menetelmä on manuaalinen menetelmä.
