Het belangrijkste verschil tussen de Dumas- en de Kjeldahl-methode is dat de Dumas-methode een geautomatiseerde en geïnstrumentaliseerde methode is, terwijl de Kjeldahl-methode een handmatige methode is.
Zowel de Dumas-methode als de Kjeldahl-methode zijn belangrijk bij het kwantitatief bepalen van het stikstofgeh alte van chemische stoffen. Deze twee processen verschillen van elkaar, afhankelijk van de technieken die voor de bepaling worden gebruikt.
Wat is de Dumas-methode?
Dumas-methode is een analytische techniek die nuttig is bij het bepalen van het stikstofgeh alte in chemische stoffen via een geautomatiseerd systeem. Deze methode werd voor het eerst ontwikkeld door de wetenschapper Jean-Baptiste Dumas in 1826. Vergeleken met andere stikstof-kwantificeringstechnieken is de specificiteit van deze techniek dat deze methode volledig geautomatiseerd en geïnstrumentaliseerd is, waardoor we snelle metingen van het ruw eiwitgeh alte in voedselmonsters kunnen krijgen. Daarom heeft deze techniek de Kjeldahl-methode vervangen.
Figuur 01: Een eenvoudig diagram met het apparaat van de Dumas-methode
In de Dumas-methode is er een verbrandingsmonster met een bekende massa in een kamer met een hoge temperatuur (meestal ongeveer 800-900 Celsius) in aanwezigheid van zuurstof. Bij deze verbranding komen koolstofdioxide, water en stikstof vrij. Deze verbindingen komen vrij in de vorm van gassen, en deze gassen gaan vervolgens over een speciale kolom (bijvoorbeeld een waterige kaliumhydroxideoplossing) die koolstofdioxide en water in het monster kan absorberen.
De detector van dit systeem is een kolom met een thermische geleidbaarheidsdetector aan het einde van het proces. Het kan stikstof scheiden van eventueel achtergebleven kooldioxide en water, waardoor we het resterende stikstofgeh alte in het vrijgekomen gasmengsel kunnen bepalen.
Er zijn echter voordelen en beperkingen aan de Dumas-methode. Deze techniek is eenvoudig en volledig te automatiseren. Het is aanzienlijk sneller dan andere methoden en het kan slechts een paar minuten per meting duren. Deze techniek omvat ook geen giftige chemicaliën. Het grote nadeel van de Dumas-methode zijn de hoge initiële kosten.
Wat is de Kjeldahl-methode?
Kjeldahl-methode is een analytische techniek voor het bepalen van het stikstofgeh alte in organische stoffen en anorganische stoffen. Anorganische stoffen verwijzen hier naar ammoniakmoleculen en ammoniumionen. Andere vormen van stikstof, zoals nitraationen, vallen echter niet onder deze techniek. De Kjeldahl-methode is in 1883 ontwikkeld door Johan Kjeldahl.
Kjeldahl-methode omvat het verwarmen van een monster op 360-410 Celsius met geconcentreerd zwavelzuur. Deze reactie ontleedt de organische stoffen in het monster door oxidatie om de gereduceerde stikstof als ammoniumsulfaat vrij te maken. Katalysatoren zoals selenium, kwiksulfaat en kopersulfaat worden toegevoegd om deze vertering sneller te laten plaatsvinden. Soms kunnen we natriumsulfaat toevoegen om het kookpunt van zwavelzuur te verhogen. Wanneer de drank helderder wordt na het vrijkomen van dampen, kunnen we zeggen dat de vertering is voltooid. Dan hebben we een distillatiesysteem nodig om de uiteindelijke waarde te krijgen.
Figuur 02: Kjeldhal-methode
Het destillatiesysteem heeft aan het einde een condensor. Deze condensor wordt gedompeld in een bekend volume van het standaard boorzuur. Vervolgens wordt de monsteroplossing gedestilleerd met een kleine hoeveelheid natriumhydroxide. Hier reageert natriumhydroxide met ammonium of ammoniak, dat uit de oplossing kookt. Daarna kunnen we de hoeveelheid stikstof in het monster bepalen door deze uiteindelijke oplossing te titreren. Een zuur-base titratie is geschikt omdat we een boorzuurmonster gebruiken.
Wat is het verschil tussen de Dumas en de Kjeldahl-methode?
Dumas-methode en Kjeldahl-methode zijn belangrijk bij de kwantitatieve bepaling van het stikstofgeh alte in chemische stoffen. Het belangrijkste verschil tussen de Dumas- en de Kjeldahl-methode is dat de Dumas-methode een geautomatiseerde en geïnstrumentaliseerde methode is, terwijl de Kjeldahl-methode een handmatige methode is. Hierdoor is de Dumas-methode erg snel, terwijl de Kjeldahl-methode tijdrovend is.
Bovendien gebruikt Dumas-methode D geen giftige chemicaliën, terwijl de Kjeldahl-methode giftige chemicaliën zoals boorzuur gebruikt.
De onderstaande infographic geeft meer details over het verschil tussen de Dumas- en Kjeldahl-methode.
Samenvatting – Dumas vs Kjeldahl-methode
Dumas-methode en Kjeldahl-methode zijn belangrijk bij de kwantitatieve bepaling van het stikstofgeh alte in chemische stoffen. Het belangrijkste verschil tussen de Dumas- en de Kjeldahl-methode is dat de Dumas-methode een geautomatiseerde en geïnstrumentaliseerde methode is, terwijl de Kjeldahl-methode een handmatige methode is.
