domingo, 23 de septiembre de 2007

INFORME LABORATORIO 3

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CIENCIAS BASICAS
LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA







MICRO-LAB No 3




1.TITULO:


AISLAMIENTO DE LA CAFEINA A PARTIR DE TE, CAFÉ Y COCACOLA



ALUMNOS:

JORGE ELIECER ROJAS TORRES 41071104
ANA MARÍA BARREIRO 41071050


GRUPO: 15


FACULTAD: Ingeniería Ambiental y Sanitaria

FECHA: 2 Septiembre del 2007






Por: ANGELA CRISTINA ZAPATA L. SEGÚN FORMATO:
ALVARO ROZO BAUTISTA

RE-DISEÑO: M.Sc. JORGE A. CORTES RUIZ pagina Web de la universidad www.lasalle.edu.co E-mail: jcortes@.lasalle.edu.co 6138239 cell 312-4270327


PRE-LAB
1- CONOCIMIENTOS PREVIOS COMPETENCIA INTERPRETATIVA: separación de compuestos.
BIBLIOGRAFIA:
-es.wikipedia.org/wiki/Extracción
-http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n_a_vac%C3%ADo
-http://es.wikipedia.org/wiki/Cafe%C3%ADna


3- INTRODUCCIÓN. MARCO DE REFERENCIA Y ANTECEDENTES COMPETENCIA INTERPRETATIVA
Extracción
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. Esta constante se denomina coeficiente de reparto y puede expresarse como:
K = [sustancia]1/[sustancia]2
donde [sustancia]1 es la concentración de la sustancia que se pretende extraer, en el primer disolvente y, análogamente [sustancia]2 la concentración de la misma sustancia en el otro disolvente.
Si tenemos una sustancia soluble en un disolvente, pero más soluble en un segundo disolvente no miscible con el anterior, puede extraerse del primero, añadiéndole el segundo, agitando la mezcla, y separando las dos fases.
A nivel de laboratorio el proceso se desarrolla en un embudo de decantación. Como es esperable, la extracción nunca es total, pero se obtiene más eficacia cuando la cantidad del segundo disolvente se divide en varias fracciones y se hacen sucesivas extracciones que cuando se añade todo de una vez y se hace una única extracción.
Con relativa frecuencia aparecen en el proceso de extracción emulsiones o interfases que impiden una correcta separación en el embudo de decantación de las capas de disolventes, casi siempre acuosa y orgánica. Este problema se da, especialmente, cuando se trata de extracciones con cloruro de metileno. Para solventar este problema es conveniente añadir unos mililitros de salmuera y agitar de nuevo. En la mayor parte de los casos se produce la separación de las fases sin problemas.
El proceso tiene repercusión industrial y se emplea en extracción de aceites, grasas y pigmentos. Por ejemplo, el yodo, poco soluble en agua, se extrae de la misma con tetracloruro de carbono. Una vez efectuada la separación de las fases se trata de calcular la concentración del yodo en cada fase, valorándolo con tiosulfato.
Este proceso puede usarse también si controlando la solubilidad de nuestras sustancias en distintos disolventes. Especialmente en química orgánica, mediante distintos tratamientos a algunos grupos funcionales podemos controlar el valor de K, haciéndolos así insolubles o solubles según nos interese, por ejemplo: si tenemos aminas disueltas en un disolvente orgánico y queremos pasarlas a una disolvente polar, podemos tratarlas con ácido para cargarlas y que se protonen, disolviéndose así en nuestro disolvente polar, una vez separado hacemos el proceso contrario (es decir basificarlas y devolverlas a su forma original) y las separamos totalmente de nuestros disolventes.



Introducción:
2- OBJETIVOS –: para c/u de los problemas planteados teórico - prácticos dar el correcto método de separación de sus componentes.
a) El alumno aislará la cafeína del te, café o cocacola usando una dilución y neutralización con carbonato de sodio y extracción con diclorometano.
b) Identificar los grupos funcionales existentes en la estructura de la cafeína.
e) Adquirir habilidad en el desarrollo de un extracción de cafeína en las sustancias que lo poseen.
ver INDICADOR DE LOGROS
4- MATERIAL- EQUIPOS - REACTIVOS
SEGURIDAD EN EL LABORATORIO COMPETENCIA ARGUMENTATIVA:
MATERIAL EQUIPOS:
4.1 nombre clasificación uso y Banner c/u
REACTIVOS:
4.1 frente de c/u de los reactivos colocar formula
4.2 los nombres de la IUPAQ- TRIVIAL –COMERCIAL
4.3 el símbolo de riesgo
4.4 NOTACION de precaucione del manejo.
4.5 Destaque en pocas palabras una norma de seguridad para tener en cuenta en este LAB.




MATERIAL
REACTIVOS


AISLAMIENTO DE CAFEÍNA AP PARTIR DEL CAFÉ

-2 VASOS PRECIPITADOS DE 250 ML
-1 PROBETA GRADUADA DE 100 ML
-1 BALÓN AFORADO DE 100 ML
-1 EMBUDO DE SEPARACIÓN
-1 MONTAJE FILTRACIÓN AL VACIO
-1 AGITADOR DE VIDRIO
-1 PLACA DE CALENTAMIENTO
-1 BALANZA
-1 ARO
-3 NUECES

AISLAMIENTO DE CAFEÍNA AP PARTIR DEL CAFÉ

-ACIDO SULFÚRICO AL 10% H2SO4
-DICLOROMETANO CH2CL2
-CARBONATO DE SODIO SÓLIDO Na2CO3
-TE NEGRO, COCACOLA O CAFÉ.
-ÁCIDO NITRICO CONCENTRADO HNO3
-HIDROXIDO DE AMONIO CONCENTRADO
EQUIPOS: Montaje de Filtración al vació.
FILTRACIÓN AL VACIÓ
La Filtración al vacio es un método fisico que se utiliza para separar mezclas heterogéneas de un sólido en un solvente o mezcla de reacción líquida. La mezcla se vierte en un embudo a través de un papel filtro, el sólido de la mezcla queda en el filtro y el líquido es atraído hacia un recipiente colocado abajo, gracias al vacío que se le aplica a éste con una bomba de vacío.


A-PROCEDIMIENTO
1.-Aislamiento de cafeína a partir de te, café o cocacola

En un vaso de precipitado de 250 ml se colocan 10 gramos de te negro molido, café o 10 ml de cocacola, con 2.5 gramos de carbonato de sodio y 50 ml de agua, La mezcla se calienta hasta ebullición por 20minutos agregando agua para mantener el volumen constante, la solución se filtra en caliente y se neutraliza con una solución de ácido sulfúrico al 10% , la solución es nuevamente filtrada y se lava con 10 ml de diclorometano al filtrado se pasa un embudo de separación y se extrae la fase orgánica repitiendo la extracción dos veces con volúmenes de 10 ml dediclorometáno. Las tres extracciones se reúnen y se evapora el solvente para obtener la cafeina pura se seca y se pesa para determinar el porcentaje de la cafeina.

EXTRACCIÓN DE CAFEINA

FUNDAMENTO TEÓRICO

CAFEINA
La cafeína es un compuesto alcaloide (del grupo de las xantinas) que actúa como estimulante en los humanos. La cafeína es el mismo compuesto químico que la guaranina (llamada así por la guaraná), la mateína (por el mate) y la teína (por el ). Originalmente se pensaba que estas sustancias tenían diferencias químicas, pero después se decubrió que son identicas.
La cafeína se encuentra principalmente en los frutos de la planta de café, en la planta de té, en la yerba mate, y en las bayas de guaraná. En pequeñas cantidades se puede encontrar en el cacao y en la nuez de kola. En general, la cafeína se encuentra en las semillas, hojas, y frutos de más de 60 plantas, en las que actua como un pesticida natural que paraliza y mata ciertas clases de insectos cuando se alimentan de éstas.
La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central, el cual es capaz de quitar la somnolencia y restaurar el nivel de alerta. Las bebidas que contienen cafeína, como el café, , refrescos de cola y bebidas energéticas tienen una gran popularidad: la cafeína es la sustancia psicoactiva más ampliamente consumida en el mundo. En Norteamérica, el 90% de los adultos consumen cafeína todos los días.

6 CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Se tomaron 10 ml de cocacola con 2,5 gramos de carbonato de sodio que se introdujeron a un beaker y se sometieron una temperatura relativamente elevada hasta que llegara a su punto de ebullición y empezara a evaporarse. Cuando estaba hirviendo se sometió a una filtración al vació al caliente, después de eso por medio del ácido sulfúrico al 10% se neutralizo con aproximadamente unas 15 gotas de este. Lo cual obtuvimos que su PH fuera 7. Posterior a esto se limpia la sustancia con ayuda de diclorometano. Este proceso de separación de las dos fases se repitio 4 veces para mayor efectividad. Ya cuando teníamos la fase transparente, procedimos a evaporar el solvente para obtener la cafeína pura. Esta se peso para saber cual era el grado de concentración de la cafeína en la cocacola.



6.1 tabla de datos
SUSTANCIA
CANTIDAD


COCACOLA
10ML
CARBONATO DE SODIO
2.5 GRAMOS
AGUA
50 ML
DICLOROMETANO
10ML
CAFEINA PURA
0.1 GRAMOS

6.2 cálculos
CONCENTRACIÓN DE LA CAFEINA
10grs/0.1 grs = 1 por cada 100 ml o 100 gramos hay 1 de cafeína
6.4 Observaciones
-Si el compuesto no tiene el ph en 7 lo mas probable es que la cafeína no se extraiga.
-Nos toco utilizar una balanza analítica para determinar el peso de la cafeína.



7- DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.

TROPONGA OTROS PROCEDIMINTO ALTERNO. -COMPETENCIA PROPOSITIVA

8 CONCLUSIONES COMPETENCIA COGNITIVA
CONCLUSIONES RELACIONADAS CON LOS OBJETIVOS

-Por medio de la extracción utilizando solventes miscibles, se pueden separar los compuestos en fases para mayor efectividad en la separación.
-Para procesos como extracción de cafeina es importante usar el carbonato de sodio para neutralizar.
-En estos procesos se utiliza tambn el diclorometano para hacer la extracción.
-Se facilita identificar los grupos funcionales de la cafeína.

8.1 CAUSAS DE ERROR
-HACER KE EL PH KEDE MENOR KE 7 CON EL NEUTRALIZADOR
-AL HACER LA MEZCLA EN EL EMBUDO DE SEPARACIÓN, SE PUEDE IR MAS DEL SOLVENTE, POR LO TANTO EL GRADO DE CONCENTRACIÓN DE LA CAFEINA PUEDE VARIAR

9 -CUESTIONARIO ACTIVIDAD REFLEXIVA COMPETENCIA COGNITIVA




ESTRUCTURA DE LA CAFEÍNA Y LOS GRUPOS FUNCIONÁLES QUE LA CONFORMAN

La cafeína es un alcaloide de la familia metilxantina, que también incluye los compuestos teofilina y teobromina, con estructura química similar.

2.¿Que efecto del carbonato de sodio permite que la separación de la cafeína sea eficiente?

Es una sustancia no miscible con la cafeina lo que hace que haya una separación en fases.
3.¿Porqué agrega la solución de ácido sulfúrico al 10% a la mezcla de te y carbonato de sodio caliente?
Para neutralizar.
4.¿A que atribuye el color violeta en la prueba de identificación?
Al adicionamiento de hidróxido de amonio.

2 comentarios:

Carolandys dijo...

La respuesta a la pregunta del carbonato de sodio no me parece la adecuada, además no entiendo porque acidifican partiendo de una solución acuosa si se sabe que a la solución acuosa que contiene cafeína se tiene que alcalinizar con hidróxido de amonio ya que la cafeína al estar en medio acuoso se protona (N-H)y a causa de esto no se obtiene una buena extracción ya que lo hace poco soluble en solventes orgánicos. Al estar en medio alcalino, el protón reaccionaría con los OH libres formando agua y liberando la cafeína, logrando así una completa extracción. Esto está bien establecido en la literatura y soportado por muchos trabajos, por lo cual no le veo sentido al uso del ácido ni al del carbonato.

alexandra dijo...
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