Znanstveniki uporabljajo Kjeldahlovo metodo za analizo odstotka organskega dušika v snovi. Raven dušika se nato lahko uporabi za določitev količine beljakovin. Polno ime metode je Kjeldahlova metoda analize dušika – včasih se namesto analize dušika uporablja analiza beljakovin, vendar se izrazi nanašajo na isto metodo.
Kemik Johan Kjeldahl je svojo metodo prvič predstavil Danskemu kemijskemu društvu leta 1883. Ugotovil je, da je dušik glavni element v beljakovinah, zato se lahko analiza dušika uporabi za določitev količine beljakovin v snovi. Njegove ugotovitve so se od takrat izboljševale, vendar osnovna metoda ostaja na mestu.
Kjeldahlova metoda je sestavljena iz treh korakov, ki jih običajno imenujemo razgradnja, destilacija in titracija. Prebava razgradi dušik v amoniak in destilacija loči amoniak od drugih sestavin. Količina amoniaka se izračuna s titracijo, nato pa se količine dušika in beljakovin lahko izračunajo na podlagi količine amoniaka.
Med stopnjo razgradnje se majhen vzorec snovi, ki jo je treba analizirati, zmeša z žveplovo kislino, kalijevim sulfatom in katalizatorjem, ki pospeši reakcijo. To zmes segrevamo na zelo visoko temperaturo – do 750°F (približno 400°C) – približno eno uro, nato ohladimo. Reakcije, ki potekajo v segreti zmesi, razgradijo velike molekule na manjše komponente, vključno z amonijevimi ioni.
Stopnja destilacije pretvori amonijeve ione v plin amoniak z dodajanjem natrijevega hidroksida v zmes. Nato se temperatura raztopine dvigne, pri čemer se amoniak pretvori v hlapen plin, ki se dvigne v hlapi. Hlapi se ujamejo v raztopino, kot je klorovodikova kislina ali borova kislina.
Amoniak, ujet v kislino, nevtralizira nekaj kisline, kar pomeni, da zniža pH. Količino kisline, ki ostane po tej nevtralizaciji, titriramo z bazo, kot je natrijev hidroksid. Raztopini kisline in amoniaka se doda barvilo, ki ob spremembi pH spremeni barvo. Nato kislini dodajamo majhne količine baze, dokler raztopina ne spremeni barve. Količina baze, ki je potrebna za dosego te končne točke, se lahko uporabi za izračun količine amoniaka v izvirni raztopini.
Za izračun količine dušika mora znanstvenik najprej poznati število molov kisline in baze, ki so bili prisotni v končni raztopini. Če odštejemo mole baze od molov kisline, dobimo mole amoniaka. Moli amoniaka v končni raztopini so enaki molom dušika, zato se to število pomnoži s 14 – atomsko maso dušika -, da najdemo grame dušika.
Odstotek dušika najdemo tako, da delimo grame dušika s skupnimi grami v prvotnem vzorcu in pomnožimo s 100. Odstotek beljakovin po Kjeldahlovi metodi najdemo tako, da odstotek dušika pomnožimo s pretvorbenim faktorjem. Ta pretvorbeni faktor je običajno 6.25, z izjemo nekaj snovi, kot so pšenica in mlečni izdelki.