Question

蓋爾達法分解蛋白質的過程可表示為：蛋白質

濃H2SO4溶液

硫酸銨

濃NaOH溶液

氨
現對牛奶中的蛋白質進行下列實驗：取30.0mL牛奶，用蓋達爾法分解蛋白質，把氮完全轉化為氨，用0.500mol?L^-1的H₂SO₄溶液50.0mL吸收后，剩余的酸用1.00mol?L^-1的 NaOH溶液中和，需38.0mL．求：
（1）30.0mL牛奶中氮元素的質量是多少？
（2）己知牛奶的密度1.03g?mL^-1，蛋白質中含氮的質量分數為16.0%，則該牛奶中蛋白質的質量分數為多少？

Answer 1

分析：（1）根據氫氧化鈉計算剩余的硫酸，進而計算與氨氣反應的硫酸的物質的量，再根據關系式2N～2NH₃～H₂SO₄計算氮元素的質量；
（2）根據m=ρV計算30mL牛奶的質量，m（牛奶）×ω（蛋白質）×ω（蛋白質中N元素）=m（牛奶中N元素），據此計算蛋白質質量分數．

解答：解：（1）令38mL1.00mol?L^-1的 NaOH溶液中和硫酸的物質的量為n，則：
        2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
        2         1
0.038L×1mol/L    n
解得：n=0.038L×1mol/L×

1

2

=0.019mol
故吸收氨氣的硫酸的物質的量為：0.500mol?L^-1×0.05mL-0.019mol=0.006mol
令30.0mL牛奶中氮元素的質量是m，則：
  2N～2NH₃～H₂SO₄
28g         1mol
m            0.006mol
所以m=28g×

0.006mol

1mol

=0.168g
答：30.0mL牛奶中氮元素的質量是0.168g；
（2）30mL牛奶的質量為：30mL×1.03g?mL^-1=30.9g
所以30.9g×ω（蛋白質）×16.0%=0.168g
解得：ω（蛋白質）=3.4%
答：該牛奶中蛋白質的質量分數為3.4%．

點評：本題考查根據方程式的計算、質量分數的有關計算，難度不大，根據N元素守恒確定蛋白質中氮元素與硫酸反應的關系式是解題關鍵．