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Índice
Índice .............................................................................................................. 1
1- RESUMO ..................................................................................................... 2
1.1. Objectivos ............................................................................................ 2
1.2. Materiais ............................................................................................. 2
1.3. Reagentes ........................................................................................... 2
1.4. Método utilizado ................................................................................... 2
2- INTRODUÇÃO ............................................................................................ 3
3. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................ 5
3.1. Procedimentos e Observações ............................................................ 54. RESULTADOS E INTERPRETÇAO ................................................................. 7
4.1. Resultados ........................................................................................... 7
4.2. Interpretação ...................................................................................... 8
5. CONCLUSÃO .............................................................................................. 8
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA .................................................................... 9
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1- RESUMO
1.1. Objectivos
Extrair a cafeína das folhas de chá
Promover a oxidação da cafeína
1.2. Materiais
Manta eléctrica
Espátula
Copos de 150 e 400mL
Varetas de Vidro
Termómetro
Vidro de relógio
Erlenmeyer de 250mL
Provetas de 10 e 50mL
Ampola de decantação
Aparelho de destilação
1.3. Reagentes
Amostra (Folha de chá Five Roses)
(CH3COO)2Pb - Acetato de chumbo a 10% (incolor)
CHCl3 - Clorofórmio (incolor)
1.4. Método utilizado
Extracção com solvente que consiste na separação de um componente de uma mistura
por meio de um solvente.
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2- INTRODUÇÃO
A cafeína existente nas folhas de chá pertence a uma classe de compostos orgânicos
denominados alcalóides*.
Alcalóides são substâncias orgânicas nitrogenadas de carácter básico, geralmente de
origem vegetal, e que provocam efeitos fisiológicos característicos nos organismos
humanos. Nem todas as substâncias classificadas como alcalóides obedecem
rigorosamente a todos os itens desta definição; por exemplo o alcalóide da pimenta
(piperidina) não é básico, mas tem acentuada acção fisiológica. Do ponto de vista
químico, os alcalóides não constituem um grupo homogéneo de substâncias. Quase
todos, porém, apresentam estrutura química derivada de um composto heterocíclico.
Uma classificação química de alcalóides baseia-se na estrutura deste heterocíclico:
alcalóides da piridina (ex.: nicotina) da xantina (ex.: cafeína), da quinolina, do pirrol, do
indol, da piperidina, etc.**
A cafeína pertence à família dos alcalóides xantínicos (Figura 1).
Figura 1: Alguns exemplos de alcalóides xantínicos.
A cafeína (1,3,7-trimetil-2,6-dioxipurina) pura é uma substância branca, sem gosto, que
constitui aproximadamente 5% do peso das folhas de chá. Estruturalmente a cafeína é
intimamente relacionada às bases purínicas que fazem parte dos ácidos
desoxiribonucleicos (DNA) ***. Ela é solúvel em água a ferver, mas é muito mais
solúvel em diclorometano. Durante a extracção, junto com a cafeína, outros inúmeros
compostos orgânicos são extraídos, e a mistura destes compostos é que dá o aroma
característico ao chá e ao café. Entretanto, a presença desta mistura de compostos
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interfere na etapa de extracção da cafeína com um solvente orgânico, provocando a
formação de uma emulsão difícil de ser tratada. Para minimizar problema de formação
de emulsão utiliza-se uma solução aquosa de carbonato de cálcio. O meio básico
promove a hidrólise do sal de cafeína-tanino, aumentando assim o rendimento de
cafeína extraída**.
Figura 2: fórmula estrutural da cafeína
Através de dados do gráfico acima, percebe-se claramente que, independentemente do
método utilizado, as amostras que apresentaram um maior conteúdo de cafeína são: o
café solúvel (0,24 g ou 2,4%) e as folhas de chá preto (0,21 g ou 2,1%), em seguida o
café em pó e o pó de guaraná (0,15 g cada ou 1,4%), depois a erva mate (0,12 g ou
1,2%) e o mate solúvel (0,10 g ou 0,99%) e, por último, as folhas de chá mate (0,03 g
ou 0,29%)*.
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3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Procedimentos e Observações
Pesou se 5.01g de folhas de chá, (amostra folha de five Rose), de seguida deitou se num
copo de 250ml com 125ml de agua e levou se ao aquecimento durante 15 minutos numa
manta eléctrica. Adicionou-se uma solução de acetato de chumbo a 10% ao chá a
quente, a solução tornou-se mais carregada (acastanhada) e formou-se também um
precipitado de mesma coloração, agitou-se vigorosamente com uma vareta de vidro e
filtrou-se a mistura por gravidade:
Figura 3: filtração por gravidade
Após a filtração, transferiu-se o filtrado para um copo de 150mL, deixou-se ferver a
solução obtida até a sua diminuição de volume de 75mL a 25mL desta solução, durante
a diminuição de volume, a coloração tornou-se mais intensa e observou-se o
desprendimento de um gás, característico a nitrogénio, e a temperatura de ebulição nesta
altura era de 90ºC, deixou-se arrefecer a solução resultante ate uma temperatura
equivalente a 25ºC. Esta solução foi transferida para uma ampola de decantação e a ela
foi adicionada 12mL de uma solução aquosa de clorofórmio, formando deste modo duas
fases, a orgânica de baixo (incolor) e a aquosa por cima (acastanhada). Agitou-se
vigorosamente esta solução na ampola, mas, era ainda notória a separação da solução
em duas fases. Durante a decantação extraiu-se para um copo a fase orgânica e a fase
aquosa deixou-se ficar no funil de decantação. Repetiu-se o procedimento para a
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solução existente na ampola adicionando-se novamente o clorofórmio por duas vezes
usando a quantidade acima indicada.
5
0
4
0
3
0
2
0
1
0
0
Figura 4: Ampola de decantação
Após isto, montou-se o equipamento de destilação simples como mostra a figura 3 que
esta indicada abaixo e procedeu-se a destilação, a temperatura de ebulição da solução
obtida foi de 60ºC. Deste modo, após a evaporação de todo clorofórmio existente na
solução se depositou no fundo do balão redondo um resíduo seco e meio esbranquiçada.
Raspou-se este resíduo com auxílio de uma espátula e colocamo-lo num vidro de
relógio, de modo a pesa-lo. A massa obtida foi de 0.02g de cafeína.
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Figura 5: decantação da cafeína
4. RESULTADOS E INTERPRETÇAO
4.1. Resultados
Figura 6: Representação esquemática do processo de extracção da cafeína
Cálculo do rendimento da cafeína extraída:
massa de cafeína extraída (0,02g)
massa da folha de chá – amostra – (5g)
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4.2. Interpretação
Alcalóides são aminas e, portanto, formam sais solúveis em água quando tratados com
ácidos. Durante o experimento, a refrigeração do chá, através de um copo com gelo,
evita a evaporação do solvente (clorofórmio) que possui ponto de ebulição baixo e a
lavagem com clorofórmio elimina substâncias indesejáveis que se juntam à cafeína.
Estas substâncias são convertidas em sais de chumbo que são facilmente solúveis em
água.
A decantação é uma operação com aplicação quase obrigatória nos processos deextracção por solventes. Consiste na separação de líquidos imiscíveis, que não reagem
quimicamente, ou excepcionalmente, de líquidos em misturas com sólidos. É feita em
funil de decantação ou separação, neste caso para separar a fase orgânica (que contém a
cafeína) da fase aquosa.
5. CONCLUSÃO
Neste trabalho a cafeína é extraída da folha de chá com água quente. Durante a
experiência, pudemos constatar que a cafeína é solúvel em água a ferver, mas é muito
mais solúvel em clorofórmio. Ela precipita com a adição de acetato de chumbo e se
solubiliza em clorofórmio. De acordo com os dados fornecidos pelas literaturas
consultadas, os resultados tidos durante a nossa experiência são praticamente os
mesmos, haja uma diferença considerável na massa da amostra usada no experimento da
bibliografia consultada. Teríamos, porém, um excelente rendimento se durante a
experiencia tivéssemos pesado a massa do balão de fundo redondo sem cafeína e depois
com cafeína, a diferença dessas massas dava-nos uma massa prática considerável e
consequentemente um bom rendimento.
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6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
1) *SCIELO, extracção cafeína, disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?
pid=S0100-40422003000100023&script=sci_arttext – acesso em: 15-09-2009
2) ** Anónimo, Química Orgânica Experimental , disponível em: http://ube-
164.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/extracao_da_cafeina.h
tm – acesso em: 15-09-2009
3) *** Eduardo, L., extracao_cafeina, disponível em:
http://labjeduardo.iq.unesp.br/orgexp1/extracao_cafeina.htm – acesso em: 15-09-2009
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