Znanstvenici koriste Kjeldahlovu metodu za analizu postotka organskog dušika u tvari. Razine dušika se zatim mogu koristiti za određivanje količine proteina. Puni naziv metode je Kjeldahlova metoda analize dušika — ponekad se umjesto analize dušika koristi analiza proteina, ali termini se odnose na istu metodu.
Kemičar Johan Kjeldahl prvi je put predstavio svoju metodu Danskom kemijskom društvu 1883. Utvrdio je da, budući da je dušik glavni element u proteinima, analiza dušika može se koristiti za određivanje količine proteina u tvari. Njegovi su nalazi unaprijeđeni od tog vremena, ali osnovna metoda ostaje na mjestu.
Kjeldahlova metoda sastoji se od tri koraka, koji se obično nazivaju probavom, destilacijom i titracijom. Probava razgrađuje dušik u amonijak i destilacijom se amonijak odvaja od ostalih komponenti. Količina amonijaka izračunava se titracijom, a zatim se na temelju količine amonijaka mogu izračunati količine dušika i proteina.
Tijekom faze digestije, mali uzorak tvari koja se analizira pomiješa se sa sumpornom kiselinom, kalijevim sulfatom i katalizatorom koji ubrzava reakciju. Ova smjesa se zagrijava na vrlo visoku temperaturu – do 750°F (oko 400°C) – oko sat vremena, a zatim se ohladi. Reakcije koje se odvijaju u zagrijanoj smjesi razgrađuju velike molekule na manje komponente, uključujući amonijeve ione.
Korak destilacije pretvara amonijeve ione u plin amonijak dodavanjem natrijevog hidroksida u smjesu. Zatim se temperatura otopine povisi, pretvarajući amonijak u hlapljiv plin koji se diže u paru. Pare su zarobljene u otopini, kao što je klorovodična kiselina ili borna kiselina.
Amonijak zarobljen u kiselini neutralizira dio kiseline, što znači da snižava pH. Količina kiseline koja je ostala nakon ove neutralizacije titrira se bazom, kao što je natrijev hidroksid. Otopini kiseline i amonijaka dodaje se boja koja mijenja boju kada se pH promijeni. Zatim se male količine baze dodaju kiselini sve dok otopina ne promijeni boju. Količina baze potrebna za postizanje ove krajnje točke može se koristiti za izračunavanje količine amonijaka u izvornoj otopini.
Da bi izračunao količinu dušika, znanstvenik prvo mora znati broj molova kiseline i baze koji su bili prisutni u konačnoj otopini. Oduzimanje molova baze od molova kiseline daje molove amonijaka. Molovi amonijaka u konačnoj otopini isti su kao i molovi dušika, pa se taj broj množi s 14 – atomskom masom dušika – da bi se pronašli grami dušika.
Postotak dušika se nalazi dijeljenjem grama dušika s ukupnim gramima u izvornom uzorku i množenjem sa 100. Postotak proteina po Kjeldahlovoj metodi nalazi se množenjem postotka dušika s faktorom konverzije. Ovaj faktor pretvorbe obično je 6.25, s izuzetkom nekoliko tvari kao što su pšenica i mliječni proizvodi.