Laboratorio nº5

1. Laboratorio nº5 Extracción de la cafeína de la bebida de cola

2. objetivo • Extraer la cafeína de bebidas que cola mediante extracción líquido – líquido. • Determinar el punto de fusión de la cafeína extraída.

3. Introducción La cafeína está clasificada como una sustancia alcaloide, dentro del grupo de lasbases xanticas. Las bases xanticas son sustancias caracterizadas por tener poco carácter básico, ser solubles en agua y disolventes de tipo orgánico clorados. La cafeína de forma aislada se presenta como un polvo blanco o como agujas largas y blancas. No tiene olor y tiene un sabor muy amargo. Es muy soluble en agua hirviendo, en la cual cristaliza como monohidratado ya que va perdiendo la molécula de agua y la pierde totalmente a los 100 ºC. La solubilidad en el agua es función directa de la temperatura. A temperatura ambiente se disuelven hasta 2 gramos por cada 100 ml mientras que a 100º C se disuelven hasta 66 gramos. Entre los disolventes orgánicos habituales, el cloroformo es el que disuelve mejor la cafeína (a 25ºC se disuelven 18 gramos de cafeína en 100 mL de cloroformo). También se disuelve en acetona, éter y benceno. La cafeína es una sustancia orgánica cuya fórmula condensada es C8H10N4O2 y su nombre químico es 3,7- dihidro-1,3,7- trimetil- 1H- purina- 2,6-diona; también 1,3,7- trimetilxantina ó1,3,7-trimetil-2,6-dihidroxipurina. Contiene un 49,48% de C, 5,19% de H, 28,85% de N y 16,48% de O y un peso molar molecular de 194,19 g/mol.

4. La cafeína es uno de los alcaloides más conocidos debido a que se halla presente en muchas bebidas y medicamentos corrientes, como por ejemplo, en el en la yerba mate en la guaraná y en las nueces de cola; en el té, café, cacao, gaseosas del tipo cola, analgésicos y estimulantes. Entre los alcaloides del tipo xantina, la cafeína es la más potente y provoca euforia, evita la fatiga y actúa como vasomotor a nivel medular, entre otros efectos. La cafeína se puede extraer de las bebidas de cola. La mayoría de estas bebidas presentan en su composición agua carbonatada, son coloreadas con colorante caramelo y endulzadas con edulcorantes nutritivos (azúcar o jarabe de maíz de alta fructosa) o no nutritivos (aspartamo, acesulfamo de potasio, sucralosa, sacarina o ciclamato de sodio). Contienen, además, aditivos permitidos, como saborizantes, preservantes (benzoato de sodio, sorbato de potasio), acidulantes (ácido fosfórico, ácido cítrico) y otros; también contienen cafeína, en cantidades variables entre los distintos productos. La extracción es un proceso mediante el cual una sustancia que se encuentra en una mezcla sólida o disuelta en un determinado disolvente es transferida a otro disolvente. La cafeína se puede extraer de las bebidas de cola mediante la extracción líquido-líquido. En esta operación los diferentes componentes de una mezcla se distribuyen entre las fases orgánica y acuosa de acuerdo con sus solubilidades relativas. En una mezcla constituida por un compuesto orgánico (cafeína) parcialmente soluble en agua y diferentes compuestos solubles en agua; con todos los componentes de la mezcla disueltos en la suficiente cantidad de agua para disponer de una disolución homogénea. Para separar y aislar el compuesto orgánico (cafeína) de esta mezcla se dispone la disolución en un embudo de separación o decantación, se añade un disolvente orgánico inmiscible con el agua, se tapa el embudo y se agita.

5. Materiales • Probeta graduada • Embudo de separación • Vaso de precipitado grande • Vaso de precipitado pequeño • Plancha para calentar • Fusiómetro • Capilares para punto de fusión • Tubo de ensayo • Trípode Una bebida de cola (coca-cola

6. Reactivos Cloroformo Fórmula:CHCl3 Peso molecular:       119,39 g/mol Punto de ebullición: 61,26°C Punto de fusión:       -63,5°C Densidad:                   1,498 g/mL Solubilidad en agua: 10,62g /100g agua Aspecto: líquido incoloro con olor dulce característico, muy volátil.

7. Carbonato de Sodio Fórmula:Na2CO3 Peso molecular: 106 g/mol Punto de ebullición: 1600 ºC Punto de fusión: 851°C Densidad:2,54 g/mL Solubilidad en agua: 10,9 /100g de agua Aspecto: sólido cristalino, blanco o translúcido.

8. Sulfato de Sodio Anhidro (secante) Fórmula:Na2SO4 Peso molecular: 142,04 g/mol Punto de fusión: 888°C Densidad:2,68 g/mL Solubilidad: soluble en agua y glicerina. Insoluble en alcohol. Aspecto: sal inorgánica cristalina, blanca e inodora.

9. Procedimiento • Calentamos en la plancha para eliminar el CO2 y añadimos Na2CO3 para neutralizar el ácido carbónico hasta observar efervescencia. • Medimos con una probeta 250 mL de bebida de cola y añadimos a un vaso químico. • 3-Verificamos que el pH fuera básico 8 o mayor de 8 con el papel indicador. • 10-Luego llevamos el tubo de ensayo con la muestra (cafeína) a un baño de hielo y observamos formación de cristales. • 4- Agregamos aproximadamente 120 gotas de cloroformo, agitamos por 2 minutos • 9-Decantamos en un tubo de ensayo el líquido y colocamos en un baño maría a 60ºC hasta obtener gotas de la muestra (cafeína) • 5-Agregamos en un embudo de separación y agitamos lentamente, y cada 3 veces abrimos la llave del embudo. • 7-A la fase oscura retenida en el embudo agregamos nuevamente cloroformo, separamos la fase transparente y repetimos una vez más este procedimiento • 8-Agregamos en el vaso químico que contenía la muestra (clorofomo+cafeína) sulfato de sodio anhidro y agitamos • 6-Colocamos el embudo en un trípode para extraer la fase transparente (cloroformo más cafeína