Nøgleforskellen mellem Dumas- og Kjeldahl-metoden er, at Dumas-metoden er en automatiseret og instrumentaliseret metode, hvorimod Kjeldahl-metoden er en manuel metode.
Både Dumas-metoden og Kjeldahl-metoden er vigtige for kvantitativ bestemmelse af nitrogenindholdet i kemiske stoffer. Disse to processer adskiller sig fra hinanden afhængigt af de teknikker, der anvendes til bestemmelsen.
Hvad er Dumas-metoden?
Dumas-metoden er en analyseteknik, som er nyttig til bestemmelse af nitrogenindholdet i kemiske stoffer gennem et automatiseret system. Denne metode blev først udviklet af videnskabsmanden Jean-Baptiste Dumas i 1826. Sammenlignet med andre nitrogen-kvantificerende teknikker er specificiteten ved denne teknik, at denne metode er fuldt automatiseret og instrumentaliseret, hvilket giver os mulighed for at få hurtige målinger af råproteinindhold i fødevareprøver. Derfor har denne teknik erstattet Kjeldahl-metoden.
Figur 01: Et simpelt diagram, der viser Dumas-metodens apparat
I Dumas-metoden er der en forbrændingsprøve med kendt masse i et højtemperaturområde (typisk omkring 800-900 Celsius) kammer i nærvær af oxygen. Denne forbrænding fører til frigivelse af kuldioxid, vand og nitrogen. Disse forbindelser frigives i form af gasser, og disse gasser passerer derefter over en speciel søjle (f.eks. vandig kaliumhydroxidopløsning), der kan absorbere kuldioxid og vand i prøven.
Detektoren i dette system er en søjle, der indeholder en termisk ledningsevnedetektor ved slutningen af processen. Det kan separere nitrogen fra enhver resterende kuldioxid og vand, hvilket giver os mulighed for at bestemme det resterende nitrogenindhold i den frigjorte gasblanding.
Der er dog fordele og begrænsninger ved Dumas-metoden. Denne teknik er nem og fuldautomatisk. Det er betydeligt hurtigere end andre metoder, og det kan kun tage et par minutter pr. måling. Denne teknik involverer heller ikke giftige kemikalier. Den største ulempe ved Dumas-metoden er de høje startomkostninger.
Hvad er Kjeldahl-metoden?
Kjeldahl-metoden er en analyseteknik til bestemmelse af kvælstofindholdet i organiske stoffer og uorganiske stoffer. Her refererer uorganiske stoffer til ammoniakmolekyler og ammoniumioner. Andre former for nitrogen, såsom nitrationer, er dog ikke inkluderet i denne teknik. Kjeldahl-metoden blev udviklet af Johan Kjeldahl i 1883.
Kjeldahl-metoden involverer opvarmning af en prøve ved 360-410 Celsius med koncentreret svovlsyre. Denne reaktion nedbryder de organiske stoffer i prøven ved oxidation for at frigive det reducerede nitrogen som ammoniumsulfat. Katalysatorer som selen, kviksølvsulfat og kobbersulfat tilsættes for at få denne fordøjelse til at ske hurtigere. Nogle gange kan vi tilføje natriumsulfat for at øge kogepunktet for svovlsyre. Når spiritussen klarner efter at have frigivet dampe, kan vi sige, at fordøjelsen er færdig. Så har vi brug for et destillationssystem for at få den endelige værdi.
Figur 02: Kjeldhal-metode
Destillationssystemet har en kondensator for enden af det. Denne kondensator dyppes i et kendt volumen af standardborsyren. Derefter destilleres prøveopløsningen med en lille mængde natriumhydroxid. Her reagerer natriumhydroxid med ammonium eller ammoniak, som koger opløsningen af. Derefter kan vi bestemme mængden af nitrogen i prøven ved at titrere denne endelige opløsning. En syre-base titrering er velegnet, fordi vi bruger en borsyreprøve.
Hvad er forskellen mellem Dumas og Kjeldahl-metoden?
Dumas-metoden og Kjeldahl-metoden er vigtige i den kvantitative bestemmelse af nitrogenindhold i kemiske stoffer. Den vigtigste forskel mellem Dumas og Kjeldahl-metoden er, at Dumas-metoden er en automatiseret og instrumentaliseret metode, mens Kjeldahl-metoden er en manuel metode. På grund af dette er Dumas-metoden meget hurtig, mens Kjeldahl-metoden er tidskrævende.
Desuden bruger Dumas-metode D ingen giftige kemikalier, mens Kjeldahl-metoden bruger giftige kemikalier såsom borsyre.
Infografikken nedenfor præsenterer flere detaljer om forskellen mellem Dumas og Kjeldahl-metoden.
Opsummering – Dumas vs Kjeldahl-metode
Dumas-metoden og Kjeldahl-metoden er vigtige i den kvantitative bestemmelse af nitrogenindhold i kemiske stoffer. Den vigtigste forskel mellem Dumas og Kjeldahl-metoden er, at Dumas-metoden er en automatiseret og instrumentaliseret metode, mens Kjeldahl-metoden er en manuel metode.
