🔬 Kjeldahlův dusík

Fyzikální chemie PN-EN 25663

Přehled

STAV (k 29.10.2026). PN-EN 25663:2001 — polská verze, vydaná 23.07.2001, zavádí EN 25663:1993 a ISO 5663:1984 [IDT]. Norma je platná — bez poznámky o zrušení. EN 25663:1993 a ISO 5663:1984 jsou v katalozích CEN a ISO platné, bez novějšího vydání.

DEFINICE A ROZSAH (kap. 1, 3). Kjeldahlův dusík — obsah organického a amoniakálního dusíku ve vzorku stanovený po mineralizaci; nezahrnuje dusičnanový a dusitanový dusík a nemusí zahrnovat veškerý organicky vázaný dusík. Stanoví se pouze dusík v oxidačním stupni −3: organický dusík ve formě azidů, azinů, azosloučenin, hydrazonů, dusitanů, nitro- a nitrososloučenin, oximů a semikarbazonů se kvantitativně nestanoví a dusík z heterocyklických sloučenin může být získán neúplně. Metoda se týká surových, pitných a odpadních vod; v podílu lze stanovit do 10 mg dusíku — při podílu 10 ml to odpovídá koncentraci do 1000 mg/l. Mez detekce (podíl 100 ml) činí 1 mg/l; při podílu 100 ml odpovídá 1,0 ml kyseliny chlorovodíkové 0,02 mol/l 2,8 mg/l dusíku.

RUŠIVÉ VLIVY (kap. 10). Dusičnany a dusitany mohou způsobit chyby oběma směry: za podmínek stanovení se redukují na amonné ionty (výsledek zvýšený) nebo tvoří s amonnými ionty soli, které se při teplotě mineralizace rozkládají se ztrátou dusíku v plynné formě (výsledek snížený). Hrozí-li tím nepřípustná chyba, provede se před mineralizací samostatná redukce na amonné ionty. Příliš dlouhá mineralizace také výsledek snižuje — postup z kap. 8 je třeba přesně dodržet.

OPAKOVATELNOST (bod 9.2, tabulka 2, údaje z Francie). Směrodatné odchylky: roztok močoviny 2 mg/l (podíl 500 ml) — 0,027 mg/l; 50 mg/l (100 ml) — 0,31 mg/l; 150 mg/l (100 ml) — 2,69 mg/l; odpadní vody 79 mg/l (50 ml) — 0,68 mg/l; chemické odpadní vody 16 mg/l (200 ml) — 0,19 mg/l a 62 mg/l (100 ml) — 0,48 mg/l.

PŘEDPISY. PN-EN 25663 je referenční metodikou Kjeldahlova dusíku (Norg + N-NH₄) v odpadních vodách (nařízení ze dne 12. července 2019, Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12 poř. č. 9) a titrační a spektrofotometrickou metodikou Kjeldahlova dusíku při monitoringu povrchových a podzemních vod (Dz.U. 2021 pol. 1576, příl. č. 8, ukazatel 3.5.2). Nařízení o vodě k lidské spotřebě (Dz.U. 2026 pol. 748) parametr Kjeldahlova dusíku nemá.

Princip metody

Vzorek se mineralizuje kyselinou sírovou s velkým přídavkem síranu draselného, který zvyšuje teplotu varu směsi, za přítomnosti selenu jako katalyzátoru; sloučeniny dusíku zahrnuté do stanovení přecházejí na síran amonný. Po přidání zásady se amoniak oddestiluje do roztoku kyseliny borité s indikátorem a amonné ionty v destilátu se titrují odměrnou kyselinou. Alternativně se amonné ionty stanoví přímo v mineralizátu spektrometrickou metodou při 655 nm (kap. 11). Selen byl zvolen jako katalyzátor místo rtuti kvůli toxicitě rtuti, toxicitu selenu však nelze podceňovat (kap. 4).

Použití

• Surové, pitné a odpadní vody (bod 1.2)
• Odpadní vody — referenční metodika Kjeldahlova dusíku (Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12)
• Monitoring povrchových a podzemních vod (Dz.U. 2021 pol. 1576)
• Nezahrnuje dusičnanový a dusitanový dusík (kap. 3)

Klíčové parametry

Norma

Označení normy

PN-EN 25663:2001

Název (PL)

Jakość wody — Oznaczanie azotu Kjeldahla — Metoda po mineralizacji z selenem

Název (EN)

Water quality — Determination of Kjeldahl nitrogen — Method after mineralization with selenium

Postup krok za krokem

1. Vzorky

   Polyethylenové nebo skleněné lahve; analyzovat co nejdříve nebo uchovávat při 2–5 °C do analýzy. Okyselení kyselinou sírovou na pH < 2 pomáhá vzorek konzervovat, pokud se zabrání pohlcení amoniaku ze vzduchu (kap. 7).

2. Příprava přístroje

   Nebyl-li destilační přístroj používán déle než několik dní: do destilační baňky cca 350 ml vody a několik granulí, předestilovat nejméně 100 ml; destilát i zbytek vylít (kap. 6).

3. Podíl ke zkoušení

   Při známé přibližné koncentraci dusíku se objem podílu volí podle tabulky 1 (při titraci kyselinou 0,02 mol/l): do 10 mg/l — 250 ml, 10–20 mg/l — 100 ml, 20–50 mg/l — 50 ml, 50–100 mg/l — 25 ml (bod 8.1).

4. Mineralizace

   Podíl v Kjeldahlově baňce s 10 ml kyseliny sírové, (5,0 ± 0,5) g katalyzátorové směsi a několika granulemi rychle vařit v digestoři; objem se zmenšuje, jak se odpařuje voda, poté se objeví bílé dýmy. Po ustání vývoje dýmů sledovat mineralizát, a jakmile je čirý a bezbarvý nebo světle hnědý, zahřívat ještě 60 min. Po odpaření vody by zahřívání mělo udržovat zpětný tok kyseliny do poloviny hrdla baňky — zajistí to dostatečně vysokou teplotu mineralizace (bod 8.3, poznámka 1).

5. Destilace

   Baňku ochladit na pokojovou teplotu. Do jímadla odměřit (50 ± 5) ml roztoku kyseliny borité s indikátorem; výtok chladiče má být pod hladinou roztoku. Do baňky opatrně přidat (250 ± 50) ml vody bez amonných iontů a několik granulí, poté 50 ml roztoku hydroxidu sodného a baňku ihned připojit k přístroji (obsah baňky, která k přístroji nepasuje, se kvantitativně převede do destilační baňky, nejlépe při přidávání vody). Zahřívat tak, aby se destilát jímal rychlostí cca 10 ml/min; přerušit po zachycení cca 200 ml (bod 8.3, poznámka 2).

6. Titrace

   Destilát titrovat kyselinou chlorovodíkovou 0,02 mol/l do purpurového bodu ekvivalence; u destilátů ze vzorků s vysokou koncentrací dusíku lze použít kyselinu 0,10 mol/l (bod 8.3, poznámka 3).

7. Slepý pokus

   Jako v krocích 4–6, s cca 250 ml vody bez amonných iontů místo podílu vzorku (bod 8.2).

8. Výpočet

   ρN = (V₁ − V₂) / V₀ · c · 14,01 · 1000 [mg/l], kde V₀ — objem podílu (ml), V₁ a V₂ — objemy kyseliny spotřebované na vzorek a slepý pokus (ml), c — přesná koncentrace kyseliny (mol/l), 14,01 — relativní atomová hmotnost dusíku; látková koncentrace cN [µmol/l] = ρN · 71,4 (bod 9.1).

9. Spektrometrická varianta

   Po ochlazení mineralizátu: (50 ± 10) ml vody, 2 kapky roztoku 4-nitrofenolu (1 g/l), poté velmi pomalu roztok hydroxidu sodného za míchání a chlazení do trvalého bledě žlutého zbarvení a několik kapek kyseliny sírové do jeho vymizení; kvantitativně převést do baňky 200 ml a doplnit. Amonné ionty se stanoví spektrometrickou metodou (ISO 7150-1), s kalibračními a slepými roztoky připravenými stejně; výsledek se násobí 200/V₀ (bod 11.1).

Potřebné vybavení a přístroje

Činidla, živné půdy a spotřební materiál

Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP)

• Kyselina sírová a roztok hydroxidu sodného 500 g/l způsobují těžké poleptání (upozornění u bodu 5.3 a 5.4)
• Katalyzátorová směs je toxická — nevdechovat prach při její přípravě a používání; všechny zbytky obsahující selen se shromažďují k získání selenu nebo ke kontrolovanému zneškodnění (bod 5.8)
• Při mineralizaci se uvolňuje toxický oxid siřičitý a ze znečištěných vzorků se může uvolňovat sulfan nebo kyanovodík — mineralizace se provádí v účinné digestoři (bod 8.3)
• Návrh normy pro zbytky se selenem: shromažďovat do skleněné lahve označené „Toxické“, okyselit na pH 2 a přidat pevný chlorid cínatý — vysráží se červený selen, který se odfiltruje a kontrolovaně zneškodní (bod 11.2)

Časté dotazy