ست کِجلدال یکی از دستگاهها و مجموعههای بسیار مهم در آزمایشگاههای شیمی، صنایع غذایی، کشاورزی و محیطزیست است که برای اندازهگیری مقدار نیتروژن و پروتئین در مواد مختلف به کار میرود.
تعریف کلی
روش کجلدال یک روش شیمیایی کلاسیک است که توسط شیمیدان دانمارکی یوهان کجلدال در سال ۱۸۸۳ معرفی شد.
هدف آن:
تبدیل نیتروژن آلی موجود در نمونه (مثل غذا، خاک، گیاه، پروتئین و...) به شکل قابل اندازهگیری (آمونیوم یا آمونیاک) و محاسبهی مقدار کل نیتروژن و در نتیجه پروتئین است.
اجزای اصلی ست کجلدال
ست کجلدال معمولاً شامل سه بخش اصلی است:
۱. بخش هضم
نمونه (مثل پودر مواد غذایی یا خاک) در یک فلاسک کجلدال قرار داده میشود.
به آن اسید سولفوریک غلیظ (H₂SO₄) و کاتالیزور (مثل سولفات مس یا سلنیوم) اضافه میشود.
با گرمایش شدید، تمام ترکیبات آلی به آمونیوم سولفات تبدیل میشوند.
نتیجه: نیتروژن آلی → نیتروژن معدنی (NH₄⁺)
۲. بخش تقطیر
پس از هضم و رقیقسازی، محلول با باز قوی (NaOH) قلیایی میشود تا آمونیاک آزاد شود (NH₃).
آمونیاک با بخار خارج شده و وارد ارلن گیرنده حاوی محلول جذبکننده (مثل اسید بوریک یا اسید کلریدریک) میشود.
نتیجه: NH₄⁺ → NH₃ → جذب در اسید
۳. بخش تیتراسیون
محلول جذبکننده آمونیاک تیتراسیون میشود تا مقدار دقیق نیتروژن محاسبه گردد.
بر اساس میزان نیتروژن، مقدار پروتئین کل نمونه تعیین میشود.
اجزای فیزیکی ست کجلدال:
جزء توضیح
فلاسک کجلدال بالن شیشهای با گردن بلند مخصوص هضم نمونه
هیتر یا بلوک هضم برای گرمایش یکنواخت در مرحله هضم
کندانسور شیشهای برای تقطیر بخار آمونیاک
ارلن گیرنده برای جمعآوری محلول جذبکننده
پایه و گیره فلزی برای نگه داشتن فلاسکها و کندانسور
لوله رابط و اتصالات شیشهای برای عبور بخارها در مسیر تقطیر
کاربردها:
تعیین مقدار پروتئین در مواد غذایی (گوشت، لبنیات، غلات و خوراک دام)
اندازهگیری نیتروژن در خاک و کودها
کنترل کیفیت در صنایع دارویی و شیمیایی
پژوهشهای زیستمحیطی برای اندازهگیری ترکیبات نیتروژندار
نکات ایمنی:
هنگام هضم، از هود آزمایشگاهی استفاده شود چون بخارات اسید و مواد سمی آزاد میشود.
از لباس و عینک ایمنی استفاده کنید.
مواد شیمیایی (مثل اسید سولفوریک و سود سوزآور) بسیار خورندهاند.