Universidad autónoma de ChiriquíFacultad de ciencias naturales y exactas

Escuela de químicaExtracción de la Cafeína de Bebidas

Presentado por:Roger Chávez 4-756-1799 Hemán Ortega 9-734-2256

Resumen:

Siguiendo los pasos de la guía de laboratorio se realizó la extracción de la cafeína del té negro y de la Coca Cola. Mezclando las bolsitas de té y el CaCO3 con 400 mL de agua, igual se hizo en la Coca Cola y calentamos en la plancha por unos 20 minutos e filtramos al vacío la mezcla con el embudo buchner. Con el embudo separador realizamos la extracción líquido–líquido de la cafeína con el cloroformo y obtuvimos una fase acuosa y una fase orgánica.Se hizo la desecación de los extractos clorofórmicos en un erlenmeyer con 2 g de Na2SO4 anhidro. Se filtró y se lavó con cloroformo el residuo y se recogió el lavado y el filtrado. Se combinan los extractos y se destiló el cloroformo. La precipitación de la cafeína se hizo calentando en la plancha el destilado, se secó, y se pesó. Esta experiencia la realizaron igual con la Coca-Cola. Obteniendo para la Coca-Cola 0.0834 gr de cafeína y 0.09 gr del té negro. Gracias al punto de fusión se determinó que se trataba de la cafeína obteniendo 234.4 en él te negro y 230 para la Coca-Cola, siendo el teórico de 237.

Objetivos:

Extraer la cafeína de bebidas que contienen cola mediante extracción Liquido-liquido.

Determinar el punto de fusión de la cafeína extraída.

Marco teórico:

La extracción, que se puede definir como la transferencia de una sustancia X desde una "fase líquida A" a otra "fase líquida B", inmiscible con la anterior. En un laboratorio de Química Orgánica, esta operación se suele realizar entre una disolución acuosa (fase acuosa) y otro disolvente inmiscible con el agua (fase orgánica) con la ayuda de un embudo de decantación. La posición relativa de ambas fases (arriba o abajo) depende de la relación de densidades. Los disolventes clorados como: Cloroformo, Cloruro de metileno, Tetracloruro de carbono quedan siempre en la capa inferior. Disolventes como: Éter etílico, Acetato de etilo, Tolueno, Benceno, Hexano quedan siempre en la capa superior. Es evidente que disolventes miscibles con el agua no son útiles para este proceso tales como: Acetona, Metanol, Etanol.Con relativa frecuencia aparecen en el proceso de extracción emulsiones o interfaces que impiden una correcta separación en el embudo de decantación de las capas acuosa y orgánica, especialmente, cuando se trata de extracciones con cloruro de metileno. La forma de solventar este problema se conveniente añadir unos mililitros de salmuera y agitar de nuevo. En la mayor parte de los casos se produce la separación de las fases.http://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/ex_li_li.htm.

La cafeína (C8H10N4O2) es un alcaloide del grupo de las xantinas, sólido cristalino, blanco y de sabor amargo, que actúa como una droga psicoactiva y estimulante. La cafeína puede encontrarse en cantidades variables en las semillas, las hojas y los frutos de algunas plantas, donde actúa como un pesticida natural que paraliza y mata ciertos insectos que se alimentan de las plantas. Es consumida por los humanos principalmente en infusiones extraídas del fruto de la planta del café y de las hojas del arbusto del té, así como también en varias bebidas y alimentos que contienen productos derivados de la nuez de cola.http://clubensayos.com/Ciencia/Extracci%C3%B3n-De-Cafe%C3%ADna-

Teor%C3%ADa-Procedimientos/8980.html

Palabras claves:

Cafeína, extracción, embudo, secante, cristales, aroma.

Materiales y reactivos:

Cant. descripción capacidad1 Plancha -1 Vaso Qm 50 y 250 mL1 Embudo de

separación-

1 Erlenmeyer 250 mL1 Aparato de

punto de fusión

-

1 Probeta 250mL1 Policial -1 capilares -3 Tubos de

ensayo-

1 Gradilla -

Reactivos:

Carbonato de sodioAspecto: SólidoColor: blancoOlor: Inodoro.pH:11,5 (50g/l)Punto de fusión/punto de congelación: 851 °C.Toxicología:Por inhalación del polvo:Irritaciones en vías respiratorias.En contacto con la piel: irritacionesPor contacto ocular: irritacionesPor ingestión: Irritaciones en mucosas de la boca, garganta, esófago y tracto intestinal.CloroformoFórmula: CHCl3Peso molecular: 119.39 g /mol.Es un líquido incoloro con olor dulce característico, muy volátil.Toxicología:Contacto con ojos:Ocasiona conjuntivitis, e, incluso, quemaduras dolorosas, ya sea en forma de vapor o líquido.Contacto con la piel:No hay una absorción significativa a través de la piel.Ingestión: Provoca náusea, vómito, salivación, anorexia, irritación gastrointestinal y daño a hígado y riñones.Sulfato de sodio anhidroEstado Físico: sólido cristalinoColor: blancoOlor: InodoroPunto De Fusión: 884ºCToxicología:Inhalación: puede irritar la nariz la garganta y los pulmones si se excede.Ingestión: el sulfato de sodio no se considera toxico pero no debe ingerirse. Si se ingiere puede irritar la boca, esófago y estómago.Contacto con los ojos: puede causar irritación.Contacto con la piel: puede causar irritación si la exposición es prolongada.

Fase experimental

Se midió con una probeta el contenido de una lata de bebida de cola y se colocó en un erlenmeyer.

Se adicionaron pequeñas cantidades de carbonato de sodio hasta que cese el burbujeo.

Se adicionó de 3 a 5 mL de solvente y se removió por 5 minutos, previniendo la formacion de emulsiones.

Se separó con un embudo de decantacion, el liquido del fondo y se colocó en un vaso.

Se repitiò la operación añadiendo 3mL de cloroformo al embudo, se removió lentamente y se separó la fase incolora.

Se unieron los dos extractos organicos en el vaso quimico y se le adicionó una cucharadita de sulfato de sodio anhidro, se agitó y se decantó en un tubo de ensayo previamente pesado.

Se colocó el tubo de ensayo en un baño María con una tempratura que no supere el punto de ebulliocion del solvente, este procedimiento se realizó en la camara de extracción.

Cuando solo quedaron unas gotas, se trasladó el tubo a un baño de agua con hielo, se observó la formacion de cristales blanquecinos.

Se pesó el tubo de ensayo con la cafeína, se percibió el aroma.

Resultados:Muestra del grupo

extracción de sodasoda 400 mL

cloroformo 6 mL (2 extra.)Peso (g)

vaso + muestra 28.626

vaso vacío 28.54diferencia 0.086

P.f. 230 C

Muestra de los compañerosextracción de soda

soda 400 mLcloroformo 6 mL (2 extra.)

Peso (g)vaso +

muestra 31.78vaso vacío 31.7diferencia 0.08

P.f. 233.8 c

Muestra del grupo extracción del tété ( 6 bolsitas)

11.63 g

cloroformo 6 mL (2 extra.)Peso (g)

vaso + muestra 31.85vaso vacío 31.76diferencia 0.09P.f. 234.4 c

Muestra de los compañerosextracción del tété ( 6 bolsitas)

11.31 g

6 mL (2 extra.)Peso (g)

vaso + muestra 31.36vaso vacío 31.18diferencia 0.18P.f. (229.6-232) c

Discusión:

En este laboratorio se realizó la extracción de la cafeína del té negro; el procedimiento incluyó calentar el té con el carbonato de calcio, la filtración al vacío, filtrar en el embudo de separación el líquido que obtuvimos en la filtración al vació con cloroformo donde obtuvimos la doble capa de líquidos inmiscibles o sea una fase acuosa y una fase orgánica donde estaba el cloroformo que utilizamos mezclado con la cafeína esta se secó con sulfato de sodio anhidro y se pesó luego calculamos el porcentaje de rendimiento y obtuvimos valores pequeños ya que este fue un proceso simple de extracción de cafeína a partir de té comercial y solo utilizamos 11.63 g de té. Y en la Coca-Cola solo 400 ml.

La cafeína se puede obtener de semillas hojas y frutos de distintas plantas con las se preparan infusiones para consumo humano muchas de las cuales tienen usos medicinales. La extracción es un procedimiento de separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles entre sí, con distinto grado de solubilidad y que están en contacto a través de una interface.

Se debe tener cuidado de que en la filtración en el embudo de separación no se forme una emulsión: es una mezcla de dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Infusión: Una infusión es una bebida obtenida de las hojas secas, partes de las flores o de los frutos de diversas hierbas

aromáticas, a las cuales se les vierte o se los introduce en agua a punto de hervir.

En el experimento pudimos afirmar que bebidas refrescantes como la Coca-Cola contienen una pequeña cantidad de cafeína, la cual logramos extraer mediante dos procesos de extracción: decantación y cristalización. Esto se comprobó por los gramos obtenidos de la Coca-Cola y él te negro; donde el té negro tubo mayor rendimiento.

Dentro de esta investigación pudimos encontrar que ciertamente a la fórmula de la Coca-Cola se le agrega cafeína en sustitución a la cocaína que se le agregaba tiempo atrás.

Cafeína

Cocaína Ciertamente podemos deducir

que lo obtenido es cafeína pero no pura, por ello es necesario procedimientos de método de purificación necesario para la cafeína obtenida. En nuestro experimento, para poder comprobar que ciertamente lo que se obtuvo fue cafeína, se

pudieron haber empleado tres métodos: Cromatografía con papelComparación de los puntos de fusión con un Aparato de FisherVolver a realizar el experimento pero ahora con otra sustancia como el café y comparar los resultados obtenidos.

Comparando los resultados con los del otro grupo de trabajo se puede decir que en la obtención fueron casi parecido, pudiendo decir que el proceso utilizado para extraer la cafeína es buena; en cambio los puntos de fusión no son tan parecidos dando unos puntos más cercanos al teóricos y otros más alejados, esto nos indica que eso dependería del analista ya que juega papel de una buena precisión a la ora de pesaje, concentración y preparaciones de los compuesto a utilizar y de la eficiencia con la cual se trabajó. Esto afecta el punto de fusión ya que provocara impureza o no en el compuesto final depende como se trabajo.

Conclusiones:

La cafeína es una sustancia presente en las hojas, semillas y frutos de muchas plantas comunes en la naturaleza.

En la extracción liquido – liquido se forma la fase acuosa y la fase orgánica. La fase acuosa contiene el soluto que se va a separar y la fase orgánica es la que permite la separación de los solutos mediante el contacto directo con la fase acuosa.

La cafeína es una de las drogas más consumidas en el mundo la cual se consume por vía oral a través de la ingestión de productos como el café, el té, el mate, el chocolate o bebidas de colaLa cafeína pertenece a la categoría química denominada xantinas que son drogas estimulantes del Sistema Nervioso Central.

La extracción es un método de separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles.

El punto de fusión de nuestro grupo comparado a los otro grupo fue más cercano teniendo un porcentaje de error menor, queriendo decir que nuestra cafeína contiene menos impureza que las otras.

Bibliografía:

Ninoka: “Extracción De Cafeína, Teoría, Procedimientos Y Resultados” (en linea) subido el 18 de mayo del 2011. Consultada el 28 de abril del 2013. http://clubensayos.com/Ciencia/Extracci%C3%B3n-De-Cafe%C3%ADna-Teor%C3%ADa-Procedimientos/8980.html

http://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/ex_li_li.htm

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kokain_-_Cocaine.svg

http://commons.wikimedia.org/

wiki/File:Koffein_-_Caffeine.svg

Cuestionario:

1. En su informe muestre la estructura de la cafeína, e indique que grupos funcionales presenta.

R/:

Grupos funcionales que contienen: Amida Amina

2. Determine el punto de fusión de la cafeína, e indique según su resultado, el porcentaje de pureza de la misma. La cafeína funde a 238ºC en su forma anhidra.

R/: Porcentaje de pureza (234.4/238)x100=98.48%Porcentaje de error100-98.48=1.51 %

3. Calcule el porcentaje de rendimiento de la cafeína respecto al volumen de cola utilizada.

R/:

Falta el rendimiento y la pregunta 3 q es lo mismo del rendimiento.Y concluya acerca de lo q te del rendimiento.