Extracción De Cafeína De Bebidas

Extracción de cafeína de bebidas

Resumen

En este informe se detalla cada uno de los pasos, materiales y reactivos que se requirieron para el proceso de extracción de cafeína de una bebida que contuviera cola, en este caso la coca cola, mediante la extracción Líquido-Líquido; donde colocamos una porción de la bebida en un vaso químico, adicionamos carbonato de sodio para neutralizar el acido carbónico presente en la coca cola, luego se agregaron 3 mL de cloroformo , se decanto el líquido incoloro del fondo que contenía la cafeína y el cloroformo y se coloco en otro vaso químico y se continuo repitiendo este paso con el residuo que quedaron en el embudo, luego esperamos a que se evaporara el cloroformo para proceder a pesar el vaso químico con la muestra de cafeína obtenida en el fondo

Palabras claves

Cafeína, Extracción liquido-liquido, Punto de Fusión, Inmisibilidad, Solvente, Coca-Cola®, Café

Objetivos

• Extraer la cafeína de bebidas que contienen cola mediante extracción líquido – líquido

• Determinar el punto de fusión de la cafeína extraída.

Marco teórico

La cafeína es un alcaloide del grupo de las xantinas, solido 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 alunas plantas, donde actúa como un pesticida natural que paraliza y mata cierto insectos que se alimentan de las plantas.

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 interfase. La relación de las concentraciones de dicha sustancia en cada uno de los disolventes, a una temperatura determinada, es constante.

Materiales y reactivos

REACTIVO TOXICIDAD RIESGO FORMULA ESTRUCTURAL

Cloroformo o hexano Carcinógeno humano potencial.

Rq: 10

Tpq: 10000

Idlh: 1000 ppm

Ld50 (en ratas): 1 g/kg.

Ldlo (oral en humanos): 140 mg/kg

Lclo ( inhalado en humanos): 25000 ppm/5 min

Lc50 (inhalado en ratas): 47.7 mg/m3

/4 h

Niveles de irritación a piel de conejos: 10 mg/24 h, suave; 500 mg/ 24 h, suave.

Niveles de irritación a ojos de conejos: 148 mg; 20 mg/24 h, moderada. En forma de vapor, irrita a la nariz y garganta; como líquido, irrita a la piel y ojos. Inhalación: causa tos y cansancio a concentraciones bajas. A concentraciones altas, tiene efecto narcótico provocando adormecimiento, confusión mental e inconsciencia. En este caso puede presentarse también, congestión de los pulmones, lo que provoca dificultad para respirar. Una exposición crónica provoca una pérdida de sensibilidad en manos y pies. Contacto con la piel: causa irritación y enrojecimiento. Si la exposición es constante, se genera dermatitis.ingestión: causa náusea, vómito e irritación de la garganta. En casos severos, puede perderse la conciencia.

SULFATO DE SODIO ANHIDRO Color: BLANCO

Tem De Ebullición: NA Olor: INOLORO

Punto De Inflamación:

NA Punto De Fusión: 884

Densidad: Temperatura De Auto ignición:

NA

Peso Molecular 142.04 P En contacto con los ojos puede causar irritación; es ligeramente toxico por ingestión. Entre los síntomas se incluyen acción purgante, perdida de fluidos y sangre en las heces, descenso de a presión sanguínea y elevados niveles de sodio en la sangre. ----------

MATERIALES DESCRIPCION

Bebida de “cola” Una bebida de cola es un refresco usualmente saborizado con caramelo colorado, y que frecuentemente posee cafeína.

TÉ NEGRO

El té negro generalmente posee un aroma más fuerte y contiene más cafeína que otros tés con menores niveles de oxidación.

MATERIAL O REACTIVO DESCRIPCION CAPACIDAD CANTIDAD

Vaso químico

Es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos. 250 mL y 100 mL 2

Probeta Es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de vidrio que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada. 10 mL 1

Planchas para calentar Es un pequeño aparato de sobremesa y portátil que posee elementos de calefacción eléctrica, y que se emplea para calentar recipientes con líquidos de forma controlada. Temperatura rango: 25°C a 550°C (77°F a 1022°C)

Poder 100V-60Hz

280 Watts 1

Termómetro Es un instrumento de medición de temperatura 150 °C 1

Balanza es un instrumento de laboratorio que mide la masa de un cuerpo o sustancia química, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo 0.0001 g hasta 200 g 1

FASE EXPERIMENTAL:

Discusión

Para la extracción de la cafeína del té negro empleamos el cloroformo debido a que la cafeína es soluble en él, se pudo separar la cafeína de la matriz (café) empleando un embudo de separación, siendo cuidadosos durante su manipulación, ya que de agitar con mucha fuerza la mezcla podría formar emulsiones que obstruirían el paso del analito que se deseaba extraer (cafeína). En este proceso se obtuvieron 2 muestras de cafeína extraída que pesaron 0.25g y 30.37g Para la extracción de la cafeína de la gaseosa empleamos el cloroformo debido a que la cafeína es soluble en él, se pudo separar la cafeína de la Coca-Cola empleando un embudo de separación, siendo cuidadosos durante su manipulación, ya que de agitar con mucha fuerza la mezcla podría formar emulsiones que obstruirían el paso del analito que se deseaba extraer (cafeína). Además fue necesario realizar un proceso de desgasificación, ya que de no haberse hecho no se distinguirían adecuadamente las dos fases , en la parte superior quedaba la Coca-Cola y en la inferior del embudo el cloroformo con la cafeína Las tablas presentadas anteriormente muestran el porcentaje de rendimiento de cafeína obtenido a partir de la Coca –cola el cual presento un rendimiento de 0.15g , la muestra tenía un color incoloro y un aroma parecido al aroma de la canela ,ya que el saborizante básico de la coca –cola es esta especie(canela).

Conclusiones

• Finalizado este laboratorio hemos concluido que la estructura extraída o sea la cafeína contiene grupos funcionales de las aminas y las cetonas.

• Cumplimos con el objetivo propuesto de determinar el punto de fusión de la cafeína extraída de la bebida de cola el cual fue 235°C.

Cuestionario

1) En su informe muestre la estructura de la cafeína, e indique sus grupos funcionales.

* Grupos funcionales: cetonas, grupos alifáticos (CH3), amina cíclica (imidazol y pirimidina, unidos a lo largo de una arista xantina)

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 238°C en su forma anhídrida.

3) Calcule el porcentaje de rendimiento de la cafeína respecto al volumen de cola utilizado

Asumiendo que 1mL = 1g, podemos decir que: 450mL de Coca-cola =450g de Coca- cola

% rendimiento de la cafeína de la Coca Cola =

0.15g/450g X100

=0.03%

Bibliografía

 Wade, L. (2004). Química orgánica. (5ta Ed.). Madrid: PEARSON EDUCACION, S.A.

 Química Orgánica. Recuperado el 17 de agosto de 2011; disponible en: http://pdf.rincondelvago.com/solubilidad-en-compuestos-organicos.html.

 Manual de Prácticas de Laboratorio de Química. (2004) Fac. De Ciencias Médicas.

 Morrison Robert y Boyd Robert. (1976). Química Orgánica. Fondo Educativo Interamericano, S.A.

Resultados:

1) Demostración con cola #1

Cantidad de muestra Peso del vaso qm. Vaso qm. + cafeína y cloroformo Peso de la cafeína.

200 mL 60.45 g 60.60 g 0.15

2) En la segunda demostración con la cola no se pudo determinar la cantidad de cafeína que tenia ya que al verter el cloroformo a la muestra esta se evaporo por completo, esto quiere decir que no tenía mucha cafeína. Por otro lado anteriormente no se pesó el vaso qm. Que contenía la muestra lo que hacía imposible determinar cuánto quedó de cafeína.

3) Demostración con bolsas de TÉ negro #1

Peso del vaso qm. Vaso qm. + bolsas de Té Peso de bolsas de Té (6) Cantidad de cloroformo Peso de la cafeína Tiempo

195.56 g 206.67 g 11.12 g 6 mL 0.25 g 15 minutos (3:55 - 4:10)

4) Demostración con bolsas de TÉ negro #2

Peso del vaso qm. Vaso qm. + bolsas de té Peso de bolsas de té (6) Cantidad de cloroformo Peso de la cafeína Tiempo

195.56 g 207.23 g 11.67 g 6 mL 30.37g 15 minutos (4:15 – 4:25)

5) Demostración con bolsas de TÉ negro #3

Peso del vaso qm. Vaso qm. + bolsas de té Peso de bolsas de té Cantidad de cloroformo Peso de la cafeína Tiempo

196.17 g 206.9 g 10.73 g 6 mL 15 minutos (4:20 – 4:35)

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