Sularda Organik Azot Tayini Analizi Nasıl Yapılır?

Organik Azot Tayini  ; Organik bağlardaki 3 değerlikli azot, kjeldahl metodu ile tayin edilir. Suyun kapsamında bulunan organik azot amino asitler, polipeptitler ve proteinlerden toplanır.
Sudaki organik asit, serbest amonyak giderildikten sonra numunenin degestion ve sonra destilasyon ve standart asit ile titrasyonundan bulunur. Veya kjeldahl azotundan serbest amonyak azotu çıkartılarak hesaplanır.

 
Prensip
 
Organik bağlardaki 3 değerlikli amino azotu, sülfürik asit potasyum sülfat ve cıva sülfatın katalizörlüğü ile amonyum bisülfat bileşiği haline dönüşür. Ortamdaki potasyum sülfat kaynama noktasını 350 - 370 °C ye yükseltir. Ortamın sıcaklığı, azot kaybını engellemek için 382 °C yi geçmemelidir. Seyreltik ortam sodyum hidroksit çözeltisi ile alkali yapılır. Meydana gelen amonyak destillenir. Destilat nesslerizasyon için nessler tüpünde toplanır veya titrasyon için içerisinde borik asit bulunan kaplarda amonyum borat şeklinde absorbe edilir. Daha sonra karma indikatör kullanılarak, standart sülfürik asit çözeltisi ile titre edilir. Genellikle 1 mg / lt den az miktarlardaki amonyak azotu için nesslerizasyon, fazla miktarlar için titrasyon metodu önerilir.

 
Tayin 3 safhada olmaktadır. Dijesyon (Parçalanma) safhasında
2 R NH2 + 2 H2O + H2SO4®  2ROH + (NH4)2SO4

Bu (NH4)2SO4 üzerine NaOH solüsyonu ilâve edilirse NH3 serbest hale geçer. Bundan sonra amonyak, ayarlı HCl içine veya doymuş borik asit solüsyonuna distile edilir.

 
Destilasyon safhası

(NH4)2SO4 + 2 NaOH  ® Na2SO4 + 2 NH3 + 2 H2O

NH3 + HCl ® NH4Cl

 

Titrasyon safhası
 
HCl + NaOH ® NaCl + H2O
 
Kjeldahl metodu tüm maddeler için kullanılamaz. Çünkü organik birçok bileşiklerdeki azot tamamıyla amonyak haline çevrilmez. Piridin, kinolin, guanidin, nitro, nitrozo, azo, diazo ve hidrazo bileşiklerinin azotu kjeldahl metoduyla tayin edilemez.
Analiz yeni alınmış numuneler üzerinde yapılmalıdır. Aksi halde numuneler düşük sıcaklıkta depolanarak biyolojik aktivite geciktirilir veya litreye 0,8 ml H2SO4 ilâve edilerek azot dengesi sağlanabilir.

 
Kullanılan Aletler
 
1. Digesyon aleti : 800 ml kapasiteli balonun bulunan kjeldahl aleti, 250 ml damıtık su için, başlangıç sıcaklığı 25 °C ve 5 dakika sonra kaynama sıcaklığına çıkmalıdır. En iyi değiştiren sıcaklığı 344 - 371°C aralığıdır.
 
2. Destilasyon aleti (kjeldahl) : Destilasyon balonu ve düşey bir soğutucudan meydana gelir.
 
3. Kolorimetrik aletler :

a) Spektrofotometre : 1 cm veya daha fazla ışık yolu ile 400 - 425 nm dalga boyunda kullanılır.
b) Filtre fotometre : 1 cm veya daha fazla ışık yolu, menekşe renkli filtre ile 400 - 425 nm dalga boyunda kullanılırlar.
 
4. Nessler tüpleri % 50 ml kapasiteli, uzun tüpler.

 
Kullanılan Kimyasallar
 
Amonyak azotundaki reaktiflere ilâveten   :
 
Digestion Reaktifi: 134 gr potasyum sülfat K2SO4 : 650 ml amonyaksız damıtık su ve 200 ml konsantre H2SO4 içerisinde çözülür. Buna karıştırarak 25 ml 6 N sülfürik asit içerisinde 2 gr kırmızı cıva oksit HgO, çözülerek ilâve edilir. Toplam çözelti 1 litreye tamamlanır. 14 °C nin üzerinde kristalizasyondan sakınılarak çözelti saklanır.

 
Fenolftalein İndikatör Çözeltisi: Sulu (a) veya alkollü (b) çözeltisi kullanılır.
a)  5 gr fenolftaleinin di sodyum tuzu, amonyaksız damıtık  suda çözülerek 1 litreye seyreltilir. Gerekirse, 0.02 N NaOH ile hafif pembe renk görülünceye kadar damlatılarak ilâve edilir.
b) 5 gr fenolftalein % 95 lik 500 ml alkol ilerisinde çözülür. Buna 500 ml amonyaksız su ilâve edilir. Sonra, solgun pembe renk görülünceye kadar, damla damla 0,02 N NaOH ilâve edilir.
 
Sodyum Hidroksit-Sodyum Tiyosülfat Çözeltisi: 500 gr NaOH ve 25 gr Na2S2O3. 5 H2O amonyaksız damıtık suda çözülerek, 1 litreye seyreltilir.

 
Karma İndikatör Çözeltisi:
a) 0,2 gr metil kırmızısı % 95 lik etil veya izopropil alkol içerisinde çözülür.
b) 0,1 gr metilen mavisi 50 ml % 95 lik etil veya izopropil alkol içerisinde çözülür.

İki çözelti birbirine karıştırılır, aylık olarak hazırlanır.
 
Borik Asit Çözeltisi: 20 gr H3BO3 damıtık suda çözülür. 10 ml karma indikatör ilave edilir ve 1 litreye seyreltilir. Aylık olarak hazırlanır.
 
0.02 N Standart Sülfürik Asit Çözeltisi : Alkalilik bölümünde anlatıldığı gibi hazırlanır ve standardize edilir. 0,02 N asitin 1 mililitresi 0,28 mg azota karşı gelir.

 

Deneyin Yapılışı
 
1. Kullanılacak numune hacminin seçimi: 800 ml kapasiteli kjeldahl balonuna aşağıdaki tabloya göre uygun miktarda numune konur.

 

Numunedeki  organik azot mg / lt           Numune miktarı ml

         0-10                                                       250

         10-20                                                      100

         20-50                                                      50

         50 -100                                                    25

 

2. Numune 500 ml ye seyreltilir.
3. pH değeri 7 ye getirilir.
4. Amonyağın giderilmesi:

İçme sularına 10 ml (pis sulara 25 ml) fosfat tampon çözeltisi konur ve birkaç cam boncuğu ilave edilerek, hacim 300 ml ye getirilir. (istenirse bu fraksiyon destillenerek, amonyak azotu tayin edilir)
 
5. Soğutulur ve 50 ml digestion çözeltisi veya 10 ml konsantre H2SO4 : 6,7 gr K2SO4 : 1,5 ml HgSO4 çözeltisi ilave edilir.
 
6. Eğer fazla miktarda azotsuz organik madde varsa, numunedeki katı maddenin her gramı için, 50 ml digestion çözeltisi konur.
 
7. Karıştırdıktan sonra çözelti berrak oluncaya kadar el altında ısıtılır veya uygun bir sistem ile SO3 buharları uzaklaştırılır.
 
8. 30 dakika daha bırakılır.
 
9. Çözelti soğutulur.
 
10. 300 ml amonyaksız su ilâve edilir.
 
11. 0,5 ml fenolftalein çözeltisi ilâve edilir.
 
12. Hidroksit-tiyosülfat çözeltisi ile alkali yapılır.
 
13. Soğutucunun ucu erlen içerisindeki 50 ml borik asit çözeltisinin içerisine daldırılır. Çözelti destillenir.
 
14. 200 ml destilat toplanır. Soğutucunun içerisindeki sıcaklık 29 °C yi aşmamalıdır.
 
15. Çözelti 0,02 N H2SO4 çözeltisi ile indikatörün solgun eflatuna döndüğü son noktasına kadar titre edilir.
 
16. Damıtık su ile karşılaştırma çözeltisi yapılır.

 

Hesaplamalar

D = Numune için sarf edilen ml standart H2SO4 miktarı

E = Blank için sarf edilen ml standart H2SO4 miktarı

N= Kullanılan asidin derişimi