Extracción de Cafeína

Extracción de la cafeína de bebidas Salvador Nicosia 7-711-526; Kevin Molina 4-789-2137 Curso de Química orgánica (QM-226), Escuela de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad Autónoma de Chiriquí. David, Chiriquí, República de Panamá. Resumen Como finalidad del experimento es la extracción de la cafeína en bebidas (coca cola). Se comienza midiendo la bebida en una probeta de 250ml y esta es vertida en un embudo de decantación, agregándole 3ml de hexano y agitándolo por 5min. Luego la cafeína junto con el hexano se va al fondo del embudo y con mucho cuidado se separa de la coca cola sin que se pase espuma. Después se le añade una pisca de sulfato de anhidro, se agita y se decanta en un vas o químico; el vaso químico junto con la cafeína es puesto en baño María y cuando solo queden unas gotas, se pone en baño de hielo y en este se forman los cristales blanquecinos de la cafeína. Por último, con la espátula se raspa la cafeína y esta es llevada a ver su punto de fusión el cual dio a 233ºC, la muestra peso 0,03g. Palabras clave Xantinas, cafeína.

fusiómetro,

cloroformo,

Objetivos -

-

Utilizar la técnica de extracción líquido-líquido para obtener la cafeína contenida en una bebida de cola. Calcular la pureza y el % de extracción de la cafeína obtenida.

Marco teórico La cafeína es un compuesto orgánico de la familia de alcaloides. Alcaloides, a su vez, son aminas cíclicas que tienen anillos que contienen nitrógeno heterocíclico. Además de ser una cafeína alcaloide es una amida (unido a un grupo carbonilo sustancia que tiene nitrógeno). Tenga en cuenta la siguiente cafeína estructura química, cuya nomenclatura oficial es 1,3,7-

trimetil-3,7-dihidro-1H-purina-2,6diona. Pertenece a una clase de compuestos llamados xantina, o más específicamente metil xantinas, uno de los estimulantes más largo conocido; y que la cafeína es uno de los más potentes de esta clase. La cafeína es estimulante del sistema nervioso central y, como todos los alcaloides, provoca la adicción, o adictiva. Materiales y reactivos Materiales

capacida d Embudo de 250ml separación Vaso 100ml químico Plancha ---Probeta 100ml Capilares ---Fusionometr --o Probeta 100ml

Cantida d 1

1 1 2 1 1

reactivo Coca-Cola Cloroform o

Cantida d 200ml 5ml

Sulfato de Una sodio pisca anhidro

Cafeína

Secar y pesar la cafeína obtenida. Perciba el aroma, medir el punto de fusión y calcular el % de extracción

Toxicidad ---------------intoxicación aguda, Ocasiona conjuntivitis , Provoca náusea, vómito Puede irritar la nariz, la garganta y los pulmones, irritar la boca, esófago y estómago, irritación puede resultar adictivo.

Resultados Cuadro1: Extracción de cafeína de la coca cola químico 61,72g

Vaso vacío

Vaso químico 61,75g con cafeína. Volumen de 200 mL bebida de coca Punto de fusión

233°C

Punto de fusión 237°C teórico cálculos: cafeína extraída=vaso químico con cafeína– vaso químico vacío =61,75g - 61,72g =0,03g

Procedimiento Extracción de la cafeína Medir 200ml de la coca cola (desgasificada)

Agregar 3ml de cloroformo

Porcentaje de error del punto de fusión: %

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑥100 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 %=

Adicionar sulfato de anhidro, agite y decante en un vaso químico

Separar el líquido transparente (cafeína mas cloroformo)

237º𝐶 − 233º𝐶 𝑥100 237º𝐶

=1,69% Cuadro2: Resultados de cafeína en el té negro. Masa de vaso 62,29g químico vacío

Evaporar en baño María a una temperatura de 60°C

Atemperar y pasar a baño de hielo

Masa del vaso 62,34g químico con cafeína. Masa de las 6 11,46g bolsas de té. Masa teórica de 0.15g té negro. Punto de fusión 237°C teórico Punto de fusión experimental.

235°C

cálculos: cafeína extraída=vaso químico con cafeína– vaso químico vacío =62,34g – 62,29g =0,05g Porcentaje de error del punto de fusión: %

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑥100 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 %=

237º𝐶 − 235º𝐶 𝑥100 237º𝐶

=0,84% Discusión

Conclusión

Cuestionario 1. Estructura de la cafeína y grupos funcionales. R/:

2. Porcentaje de rendimiento de la cafeína con respecto al producto comercial utilizado. R/: a. Bebida de coca: En 330 mL de soda coca cola hay 41 mg de cafeína: 330𝑚𝐿 41𝑚𝑔 = 200𝑚𝐿 𝑥 41 𝑚𝑔 (200𝑚𝐿) =𝑥 330 𝑚𝐿 24,85 𝑚𝑔 = 𝑥 10−3 𝑔 (24,85𝑚𝑔) ( ) 1𝑚𝑔 = 0,02485𝑔 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑥100% 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑓𝑒í𝑛𝑎 = 𝑥100% 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑎

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 0,02485𝑔 = 𝑥100% 242,4𝑔 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 0,01% Lo cual concuerda que debemos tener un bajo porcentaje de rendimiento según los valores utilizados para el uso comercial. b. Té negro: En valores teóricos podemos encontrar que una bolsa de té puede contener de 25 mg a 100 mg de cafeína basándonos en esto podemos decir que: 10−3 𝑔 ) 1𝑚𝑔 = 0,025𝑔 10−3 𝑔 (100𝑚𝑔) ( ) 1𝑚𝑔 = 0,1𝑔

(25𝑚𝑔) (

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑥100% 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑓𝑒í𝑛𝑎 = 𝑥100% 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑙𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡é 0,025𝑔 𝑥100% 1,91𝑔 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 1,31%

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑥100% 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑓𝑒í𝑛𝑎 = 𝑥100% 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑙𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡é

0,1𝑔 𝑥100% 1,91𝑔 % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 5,24% Esto nos indica que si obtenemos un alto porcentaje de rendimiento con respecto a 6 bolsas no está afectando al producto en su totalidad. % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

3. ¿Por qué la cafeína extraída se oscurece cuando está determinando el punto de fusión y cómo puede afectar esta característica? R/: Se oscurece debido a la cantidad de impurezas en nuestra muestra extraída, y está característica puede afectar ya que se fundirá antes del punto fusión deseado irremediablemente no se podrá hacer nada por esa parte de la muestra. Bibliografía http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/7clo roformo.pdf http://www.gtm.net/images/industrial/s/SU LFATO DE SODIO ANHIDRO.pdf http://brasilescola.uol.com.br/quimica/quimi ca-cafeina.htm