EXTRACCION DE CAFEINA DE BEBIDAS FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS, ESCUELA DE QUIMICA Cerezo, Rosa 4-777-1402 Silvera, Dariana 4-768-215 El objetivo general de este laboratorio on onsist sisti! i! en e"traer aer a# a#e$na $na de bebidas %&e ontienen ola 'ediante e"tr e"tra ai ion ones es l$%& l$%&id idoo-l$ l$%& %&id ido o on a(&da a(&da de &n solve solvent nte e ( dese desean ante te ade&ad ade&ado, o, ( l&ego l&ego on#ir'a on#ir'arr on la a(&da del )&nto de #&si!n si lo %&e se lleg! a e"traer #&e la a#e$na* Se 'idier 'idieron on 200'+ 200'+ de &na bebid bebida a ola desgasi#ia la &al oloa en &n e'b&do de se)arai!n se adiion! el solve solvente nte loro loro#or #or'o 'o se agito agito )or )or 5 'in&tos ( l&ego se retir! en &n vaso %&$'io la #ase inolora %&e onten$a el loro#or'o ( la a#e$na* Se volvi! a re)etir todo el )roeso on otros 200 '+ de soda ( se &nieron los e"tratos en &n vaso %&$'io on &n )eso de 60*11g* Se le adiion! &na )e%&ea antidad de s&l#ato de sodio anidro %&e at&! o'o deseante en 'edio del e"trato se agito ( desanto en otro vaso %&$'io* Se eva)oro en &n bao 'ar$a asta la #or'ai!n de los ristales blan%&einos* Se dej! en#riar ( l&ego se )es! el vaso ( s& valor #&e de 60*20g* 0g* on valor alor teori orio o de 0*11 0*1117g de a#ie a#iena na en 400'+ 400'+ de soda* soda* El )ore )orenta ntaje je de rendi' rendi'ien iento to obtenido #&e de 80*57.* Se raso las )aredes del vaso %&$'i $'io o )ara ara retir tirar la a#e$ #e$na #or #or'ad 'ada ( l&ego ego intr ntrod& od&irla irla en
a)ilar ( on la a(&da del #&siono'etro se )&do deter'inar %&e era era a#e a#e$n $na a lo e"tr e"tra$ a$do do (a %&e %&e el )&nto de #&si &si!n te! te!rio rio de este o')&esto es de 2/7 ( el e")e e")erri'en i'enta tall obte obteni nido do #&e #&e de de 2//*6C on )orentaje de error de 1*4/. ara ara la )art )arte e del del se te )esa )esaro ron n 6 sobre de t obteniendo &n )eso de 10*3/ 10*3/ gra'o gra'os* s*se se )re) )re)ar aro o el t on on 200'+ de ag&a a eb&llii!n )or &n tie')o tie')o onsi onside derab rable* le*se se en#ri en#ri! ! ( se olo! en el e'b&do de se)arai!n se reali realiz! z! en 'is'o 'is'o )roe )roedi di'ie 'iento nto o'o on la soda* Se )es! el vaso on on &n valo valorr de 60*8 60*81g 1g l&eg l&ego o del del sead seado o on on la '&estr '&estra a 60*32 60*32g* g* se deter'in! el )&nto de #&si!n el &al #&e de 2/0*2 se al&l! el )orentaje de error on el valor teorio el &al es de 2/7 s& . de 2*87 ( se al&l! el )orentaje de rendi'iento b&sando el valor te!rio en 200'+ de t %&e #&e de 0*084g de a#e$na on . de 1/*1*
Palabras claves: E"trai!n, Ca#e$na, Cristales, &nto de #&si!n Objetivos
E"traer la a#e$na de bebidas %&e ontienen ola 'ediante e"trai!n li%&ido-li%&ido* Deter'inar el )&nto de #&si!n de la a#e$na e"tra$da*
Marco teórico
+a e"trai!n es &n )roedi'iento de se)a se)ara rai i!n !n de &na &na s&st s&stan ani ia a %&e %&e )&ede disolverse en dos disolventes
no 'isibles entre s$, on distinto grado de sol&bilidad ( %&e estn en ontato a travs de &na inter#ae* Si tene'os &na s&stania sol&ble en &n disolvente, )ero 's sol&ble en &n seg&ndo disolvente no 'isible on el anterior, )&ede e"traerse del )ri'ero, aadindole el seg&ndo, agitando la 'ezla, ( se)arando las dos #ases* nivel de laboratorio el )roeso se desarrolla en &n e'b&do de deantai!n* Co'o es es)erable, la e"trai!n n&na es total, )ero se obtiene 's e#iaia &ando la antidad del seg&ndo disolvente se divide en varias #raiones ( se aen s&esivas e"traiones %&e &ando se aade todo de &na vez ( se ae &na nia e"trai!n*ade,20059
Reactivos Reativ o #or'&la Cloro#or 'o C>Cl/9
+a a#e$na es &n alaloide del gr&)o de las "antinas, s!lido ristalino, blano ( de sabor a'argo, %&e ata o'o &na droga )sioativa, leve'ente disoiativa ( esti'&lante )or s& ai!n antagonista no seletiva de los ree)tores de adenosina* :ro;n,20039 Materiales
desri)i!n E'b&do de se)arai!n
a)aidad 250 '+
antidad 1
600 '+ 250 '+ 50 '+ ----250 '+ -----
1 1 1 1 1 1 1 2
S&l#ato de sodio anidro ?a2S@ 49
=o"iidad ( )ro)iedades #$sias
El loro#or'o, triloro'etano o trilor&ro de 'etilo, es &n o')&esto %&$'io de #!r'&la %&$'ia C>Cl/* &ede obtenerse )or lorai!n o'o derivado del 'etano o del alool et$lio o, 's abit&al'ente en la ind&stria #ar'a&tia, &tilizando ierro ( ido sobre tetralor&ro de arbono* El loro#or'o es &n agente alta'ente irritante en estado l$%&ido, )rod&e e#etos irritantes en nariz, garganta, ojos, )iel* ?o obstante, no se an desrito e#etos irritantes en estado gaseoso* El loro#or'o )resenta &na to"iidad de leve a 'oderada* +a e")osii!n r!nia a largo )lazo9 tiene e#etos sobre el $gado inl&(endo e)atitis e iteriia9, sobre el siste'a nervioso entral o'o la de)resi!n ( la irritabilidad9, ( sobre los riones
A!r'&laB ?a2S@4 asa 'olar B 142,04 g'ol &nto de #&si!nB 884 C ?a2 S@49 /2 C ?a2S@4*10>2@9 Si se )rovoa ingiere Dolor abdo'inal, diarrea, n&seas,
v!'itos*
Fase experimental
:ebida ola
= negro
&ede )rovoar inso'nio, ta%&iardia, dolores de abeza ( asta ata%&es de ansiedad* El t negro es seg&ro )ara la 'a(or$a de los ad<os* El e"eso de t negro, 's de ino tazas al d$a, )&ede )rod&ir e#etos adversos debido a la a#e$na* Estos e#etos se&ndarios )&eden variar de leves a graves e inl&(en dolor de abeza, nerviosis'o, )roble'as )ara dor'ir, v!'itos, diarrea, irritabilidad, rit'o ard$ao irreg&lar, te'blores, aidez esto'aal, 'areos, z&'bido en los o$dos, onv&lsiones ( on#&si!n*
Mida con una probeta 2!L de una bebida de co"a # de co"oca"ac en un e!budo$%roceda co!o &e indica 'a($repita e&ta operacion )a&ta co!p"etar *!L de bebida$
Separe e" "1+uido inco"oro de" /ondo # co"o+ue en un a&o$
Adicione ' a 3 !L de c"oro/or!o # re!uea"o por cinco !inuto& preiniendo "a /or!a&i0n de e!u"cione&$
Co"o+ue &obre& de t- ne.ro en 2!L de a.ua ca"iente$En/rie # co"oue en otro e!budo de &eparaci0n$ proceda co!o &e indica en 'a(
no bote "o ue ueda en e" e!budo repita "a operacion a4adiendo '!L de &o"ente en e" e!budo, re!uea # &epare "a /a&e inco"ora$
una "o& e5tracto& or.anico& en e"" a&o +ui!ico de 3!L # adicione una pe+ue4a cantidad de &u"/ato &odio an)idro, a.ito decante
eapore en un a4o !aria con te!peratura +u no &upere "o& 6C &i uti"i7a c"oro/or!o # 86C apro5i!ada! ente &i uti"i7a )e5ano
cuando &o"o +ueden una& .ota& tra&ade de" a&ito a a un ba4o con )ie"o ob&ere "a /or!acion de cri&ta"e&$ ob&ee "a ca/eina
&e+ue, en/rie # pe&e "a ca/eina obteniendo peci"a # # !ide e" punto de /ucion
Resultados y Discusión
d&lz!n ( $trio 'ezlado on el olor arater$stio de oa ola
C&adro /* Cl&los de rendi'iento en la soda desri)i!n Ca#e$na en 400'+ de soda
m 2− m
1
%= mtotal x 1 orentaje de error del )&nto de #&si!n .Hvalor teoriovalor e")eri'entalvalo r teorioI100H
Cl&los Ca#e$na en 100'+ de soda 27*3/'g1g10009H0 *0273"4 H0*1117
60*20g60*11g0*1117gI100 H80*57. 2/7GC2//*6GC2/7GCI100 H1*4/.
C&adro1* Desri)i!n sobre la soda
C&adro4* E"trai!n de a#e$na en t negro
descripción
volumen
desri)i!n
gra'os
Soda oa ola loro#or'o
200'+ /'+
=e negro
10*3/g
eso del vaso
60*81g
60*32g
C&adro2* eso desri)i!n
)eso 60*11g
60*20g
&nto de #&si!n de la oa 2//*6 GC
olor )enetrante,
Cristales obtenidos )eso
2/0*2 ° C 200'+ 0*11g
&nto de #&si!n teorio
2/7C
Di#erenia en las te')erat&ras
6*8C
Cal&lo de a#eina en 200'+
42'g 110009H0*042g"2H 0*084
es)aol o'o a#e$na* +as #&entes de a#e$na 's o'n'ente &sadas son el a#, el t ( en 'enor 'edida el aao* @tras #&entes de a#e$na &sadas on 'enor #re&enia inl&(en las )lantas de (erba 'ate ( g&aran, las &ales a vees son &tilizadas en la )re)arai!n de in#&siones ( bebidas energtias* Ao",20009*
orentaje de rendi'iento de la a#e$na
m 2−m
1
.H mtotal " 100
.H
60.92 − 60.81 g 0.08
"100H1/*1.
orentaje de error del )&nto de #&si!n de la a#e$na
%teorico −%experimental .H "100 %teorico
.H
237 ° C −230.2 ° C 237 °C
"100H2*87.
El o')&esto a e"traer en a'bas bebidas #&e la a#e$na* +a a#e$na es &n alaloide del gr&)o de las "antinas, s!lido ristalino, blano ( de sabor a'argo, %&e ata o'o &na droga )sioativa,leve'ente disoiativa ( es ti'&lante )or s& ai!n antagonista no seletiva de los ree)tores de adenosina* +a a#e$na #&e des&bierta en 1813 )or el %&$'io ale'n Ariedri Aerdinand R&ngeB #&e l %&ien a&! el tr'ino Kaffein, &n o')&esto %&$'io )resente en el a#, tr'ino %&e )asar$a )osterior'ente al
El )rini)al )roedi'iento &tilizado )ara llevar aabo la e"traiones de a#e$na en l te o'o en la soda #&e agregar 200'+ de soda o de t en &n e'b&do de se)arai!n on &n solvente ade&ado el &al #&e loro#or'o / '+ se agito )or 5 'in&tos ( se e"trajo la #ase inolora %&e onten$a la a#e$na ( el loro#or'o* +a e"trai!n l$%&idol$%&ido es &na tnia instr&'ental &tilizada on diversos #ines* S&ele ser &na o)erai!n '&( abit&al en los )ri'eros )asos de &n trata'iento de reai!n %&e )er'ite eli'inar e"esos de reativos &tilizados, as$ o'o de alg&nas i')&rezas #or'adas en la reai!n* =a'bin es &na tnia '&( &tilizada )ara llevar a abo la e"trai!n de o')&estos orgnios %&e se en&entran en #&entes nat&rales* or eje')lo, &na e"trai!n l$%&ido-l$%&ido '&( &tilizada a sido la e"trai!n de la a#e$na del a# )ara obtener a# desa#einado* En los laboratorios orgnios este ti)o de tnia se s&ele llevar a abo 'ediante la &tilizai!n de &na #ase a&osa ag&a, disol&i!n a&osa sat&rada de lor&ro de sodio, disol&iones a&osas idas, disol&iones a&osas bsias,
disol&iones a&osas de bis&l#ito de sodio, et*J9 ( &na #ase orgnia, de 'odo %&e general'ente el o')&esto deseado s&ele e"traerse a la #ase orgnia dejando '&as de las i')&rezas reativos inorgnios & orgnios )olares, i')&rezas )olares, etJ9 en la #ase a&osa* &rr(,20089*
Se &s! o'o solvente el loro#or'o* El loro#or'o es &n reativo %&$'io til debido a la )olarizai!n de s&s enlaes C-Cl, )or lo %&e es &na erra'ienta a)reiada en s$ntesis orgnia, al )ro)orionar el gr&)o CCl2*Se &tiliza abit&al'ente o'o disolvente ( desengrasante en '&os )roesos ind&striales ( en diversos laboratorios, siendo es)eial'ente o'n el e')leo de s& derivado de&terado en los laboratorios de %&$'ia orgnia ( #ar'a&tia* de's, debido a %&e es &s&al'ente estable ( 'isible on la 'a(or$a de los o')&estos orgnios li)$dios ( sa)oni#iables, es o'n'ente &tilizado o'o solvente . (:ro;n,20039* Se &tiliz! o'o deseante el s&l#ato de sodio anidro l&ego de a ver e"tra$do la a#e$na on el loro#or'o* El s&l#ato de sodio anidro tiene )ro)iedades igros!)ias ( )or lo tanto es &tilizado o'o deseante en
el laboratorio o la ind&stria %&$'ia* Codesa,20029
Con el in#or'e de bebidas ( a# an&ales del 20082003 @CK se )&do obtener el valor de a#e$na en 100 '+ de soda ola el &al #&e 27*3/ l&ego se '<i)lio )or 4 )ara )oder obtener el valor te!rio de los gra'os de a#e$na en 400'+ de soda* Ao",20009
9ebida& con !a& ca/eina, por orden La cantidad de ca/eina en Ca/ei !. por cada :!" de na producto en : !" ;'<= 72,2 Taza de cafe expres 2 Taza de cafe ltrado &&,& sol!"le o #or$al% 7 *+, 'aso coca cola de (r)fo * +&,& -ata de Coca cola -)(.t * +*,2 -ata de /eps) -)(.t + +*,0 Red B!ll *,&( ta!r)a% 1 ++,& D#a$)te 1 Speed 3#l)$)ted 1,7( +2,2 ta!r)a% 1 +0,4 -ata de /eps) + +1,1 5!ara#6 Nat!ral 1 27,8 -ata de coca cola ero +
-ata de coca cola #or$al B2 1,( ta!r)a% Taza de te #e(ro
27,8 + 2&,+ 1 22,2 2
Co'o )&nto o riterio )ara deter'inar si lo %&e se e"trajo del t ( de la soda #&e a#e$na se &tiliz! el )&nto de #&si!n )ara los ristales e"tra$do de la soda #&e de 2//*6C ( )ara los del te #&e 2/0*2* Con#ir'ando %&e la a#e$na e"traida no estaba total'ente )&ra )&esto %&e no entra en los 2 grados ae)tables )ara onsiderar %&e el o')&esto re%&erido (a %&e la a#e$na tiene &n )&nto de #&si!n de 2/7* ara el t no es ae)table el valor obtenido (a %&e no entra entre los 2 grados re%&eridos*Es el )roeso )or el %&e &na s&stania s!lida al alentarse se onvierte en l$%&ido* Es el )roeso inverso a la solidi#iai!n* +la'a'os )&nto de #&si!n de &na s&stania a la te')erat&ra a la %&e se )rod&e s& #&si!n* Es &na )ro)iedad #$sia arater$stia de ada s&stania* ientras el s!lido a'bia de estado s!lido a estado l$%&ido, la te')erat&ra se 'antiene onstante* El )&nto de #&si!n de &n s!lido ristalino es la te')erat&ra a la &al se onvierte en &n l$%&ido a la )resi!n de &na at'os#era, india o'o &n rango de #&si!n* ?or'al'ente la )resi!n se ignora al deter'inar el )&nto de #&si!n* El )&nto de #&si!n
se deter'ina alentando lenta'ente a)ro"i'ada'ente &n grado )or 'in&to9 &na )e%&ea antidad de 'aterial s!lido* +a te')erat&ra a la &al se observa la )ri'era gota de l$%&ido es la te')erat&ra 's baja del rango de #&si!n* Kn rango de #&si!n de 2 o 'enos india &n o')&esto siiente'ente )&ro )ara la 'a(or$a de los &sos* Kn o')&esto orgnio i')&ro no solo '&estra &n rango de #&si!n 's a')lio sino ta'bin &n )&nto de #&si!n 's bajo %&e el o')&esto )&ro* Ao",20009 ara los l&los on res)eto a los gra'os de a#eina en 200'+ de te+a a#e$na tiene alg&nos bene#iios )ara la sal&d* C&al%&ier bebedor de a# reg&lar 'ejora s&s& ateni!n ( la onentrai!n* ora va'os a o')arar el ontenido de a#e$na en el t verde, el t ( el a#B Ca# 200'l m# a#e$na*
onsiste
en !"
200 'l de t negro se o')one de !$ m# a#e$na* ade,20089
En n&estra )rtia e")eri'ental, la e"trai!n de la a#e$na no res<! e"itosa (a %&e la a#e$na ten$a otros o')&estos de "antinas, ta'bin onl&i'os %&e la 'ara )&do ser &n #ator de riesgo )ara la obteni!n de res<ados, se &tiliz! la 'ara D&rn*Dentro del t e"isten diversos ti)os de "antinas a)arte de la a#e$na,
)or eje')lo, la teobro'ina %&e se en&entra en el aao, ( la teo#ilina %&e se en&entra j&nto on la a#e$na en el t ( es &n gran esti'&lante del 'ioardio*En el 'o'ento %&e se e"traen los taninos en ag&a aliente se idrolizan )arial'ente a%&ellos %&e se )&edan idrolizar, lo %&e nos '&estra %&e )ode'os enontrar ido glio libre en la sol&i!n a&osa del t* +os taninos )oseen gr&)os #en!lios ( el ido glio )osee arbo"ilos, )or ende )resentan &n grado de aidez a)reiable, si a la sol&i!n le agrega'os &na base o'o tal el ?a 2C@4 o >idr!"ido de sodio, se #or'a sales i!nias de alio o de sodio de estos o')&estos idos, #il'ente sol&bles en ag&a aliente* +a a#e$na )&ede e"traerse entones en &n solvente orgnio insol&ble en ag&a tal o'o el diloro'etano, (a %&e, tanto las sales i!nias de alio del ido glio o'o los taninos no son sol&bles en este solvente orgnio ( )er'aneen dis&eltos en la #ase a&osa, liberando as$ la a#e$na* Sabiendo esto, la e"trai!n de las ojas de t direta'ente on solventes no )olares )ara re'over la a#e$na )rod&e res<ados esasos, debido a %&e se en&entra en la )lanta o'o &n o')lejo* &rr(,20089
1* El 'todo &tilizado )ara la e"trai!n de a#e$na #&e e"trai!n li%&ido-li%&ido on la a(&da de &n e'b&do de se)arai!n* 2* El 'ejor disolvente e"tra(ente de a&erdo a s& estr&t&ra )ara la a#e$na #&e el loro#or'o &sado en esta e")erienia* /* Se deter'in! el )&nto de #&si!n on la a(&da de #&siono'etro )ara la a#e$na e"tra$da tanto en la soda o'o el te los &ales #&eron 2//*6 ( 2/0*2 res)etiva'ente*
&iblio#ra'(a •
•
•
•
•
onclusiones
ade, +,L* 20059*M&i'ia @rgania, 2da ed9*e"ioB retie >all >is)anoa'eria* :ro;n, = * +e'a(, > :&rsten, :*&r)(, C*20039M&i'ia* e"ioB earson Ed&aion* C@DES, 20029*ediiones, Enilo)edia =e'atia Codesa %&i'ia*Es)aaB ediiones Credi'ar* Ao", * ( itesell, N* O* 20009, M&$'ia @rgnia, 2P ed9* e"io* Ed* earson Ed&ai!n,* * &rr(, N*20089* M&$'ia @rgnia, 7P Ed9*"ioB Ed* Cengage +earning
29 Cal&le el )orentaje de rendi'iento de la a#e$na en #&ni!n de la antidad de a#e$na %&e )resenta el )rod&to o'erial %&e se &tiliz!*
uestionario
19 &estre la estr&t&ra de la a#e$na, e indi%&e %&e gr&)os #&nionales )resentes* los gr&)os #&nionales %&e )resenta la a#eina son B •
• •
4 aza nitrogenos 'etidos en los ilos9* 2 etonas * / gr&)os 'etil*
Rendi'iento de a#e$na en oa %=
m 2− m
1
mtotal
x 1=
60*20g-60*11g210gI100H0*0423. Rendi'iento de a#e$na en te %=
m 2− m
1
mtotal
x 1=
60.92 −60.81 g
%=
10.93 g
x1=1)1%
/9 Qor%&e la a#e$na e"tra$da se os&ree ( !'o )&ede a#etar esta arater$stia s& )&nto de #&si!n +a a#e$na os&ree debido a %&e al e")oner la '&estra a elevadas te')erat&ras el gr&)o a'ino se o"ida