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天然有機物（如蛋白質和氨基酸等化合物）的總氮量通常用微量凱氏定氮法（micro-kjeldahl method）來測定。

當被測的天然含氮化合物與濃硫酸共熱時分解出氨，氨與硫酸反應生成硫酸銨，此過程稱為消化。由于消化過程進行緩慢，實驗中常添加硫酸鉀和硫酸銅的混合物來促進，硫酸銅是催化劑，硫酸鉀可提高消化液的沸點。氧化劑過氧化氫也能加速反應。消化完成后，在凱氏定氮儀中加入強堿堿化消化液，使碳酸銨分解出氨。用水蒸汽蒸餾法將氨蒸入無機酸溶液中，然后再用標準酸溶液進行滴定。

上述過程的化學反應如下：

在微量凱氏定氮法中，常用硼酸-指示劑混合液收集氨，氨與溶液中氫離子結合生成銨離子，使溶液中氫離子濃度降低，指示劑顏色發生改變，然后用標準無機酸滴定，直至恢復溶液中原來氫離子濃度，即指示劑變回原來顏色為止。所用無機酸的摩爾數即相當于樣品中氨的摩爾數，本法適用范圍約為0.2~1mg氨。

因為蛋白質含氮量通常在16%左右，所以將凱氏定氮法測得的含氮量乘上系數6.25，便得到該樣品的蛋白質含量。

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