Universidad de Puerto Rico en Cayey Departamento de Química Laboratorio de Química Orgánica I - QUIM !"
#ná$isis de ca%eína por cromatogra%ía cromatogra%ía de capa %ina
&race Marie Á$vare' Lugo ()*-!"-)+!, ec.!+, Pro%. /orres /orres 0octubre0+)!,
cromatografía de Los ob1etivos principa$es de$ e2perimento Análisis de cafeína por cromatografía capa fina %ueron3 e2traer $a ca%eína de$ t45 e2p$icar $as bases te6ricas de $a t4cnica de e2tracci6n5 ap$icar $a t4cnica de cromatogra%ía en capa %ina5 ca$cu$ar va$ores de R % y deducir por R % $a $a re$aci6n 7ue e2iste entre $a po$aridad de $as sustancias 7ue se ana$i'an y $a de $os e$uyentes uti$i'ados.
Intro
La e2tracci6n es $a t4cnica emp$eada para separar un producto orgánico de una me'c$a de reacci6n o para ais$ar$o de sus %uentes natura$es. Puede de%inirse como $a separaci6n de un componente de una me'c$a por medio de un diso$vente. 8s uti$i'ada con %recuencia para separar compuestos orgánicos de $as so$uciones o suspensiones acuosas en $as 7ue se encuentran. 8$ procedimiento consiste en agitar$as con un diso$vente orgánico inmiscib$e con e$ agua y de1ar separar ambas capas. Los distintos so$utos presentes se distribuyen entre $as %ases acuosa y orgánica5 de acuerdo con sus so$ubi$idades re$ativas. De este modo5 $as sa$es inorgánicas5 prácticamente inso$ub$es en $os diso$ventes orgánicos más comunes5 permanecerán en $a %ase acuosa5 mientras 7ue $os compuestos orgánicos 7ue no %orman puentes de 9idr6geno5 inso$ub$es en agua5 se encontrarán en $a orgánica.
Sustancias
Cantidad
Carbonato de ca$cio +g CaCO
Dic$orometano C>+C$+
!)mL
Propiedades Físicas -Po$vo b$anco -Inodoro -Punto de %usi6n3 (::;C -Punto de ebu$$ici6n3 !: ;C -o$ubi$idad en agua3 ).))! g0!))mL <+" ;C=
-Lí7uido -inco$oro - Punto de %usi6n3 -:" ;C -Punto de ebu$$ici6n3 *) ;C - o$ubi$idad en agua3 ! g0L <+) ;C=
Propiedades Químicas
-O2osa$ -#ntiácido y agente adsorbente
-Corrosivo -Riesgo de e2p$osi6n a$ reaccionar con sustancias incompatib$es. -/emperatura de autoignici6n3 ,*)?C
Efectos a la salud/ recomendacione s para su manejo -8n grado e2cesivo puede causar irritaci6n respiratoria $eve0 Usar e2tractor. -Leve riesgo para $os o1os y pie$5 puede causar irritaci6n0 Usar guantes5 bata y ga%as de seguridad. -8nro1ecimiento -8nro1ecimiento y sensaci6n de 7uema'6n en $a pie$0 Usar guantes y bata de seguridad. - 8nro1ecimiento5 do$or y 7uemaduras pro%undas graves en $os o1os0 Usar ga%as de seguridad
u$%ato de Magnesio
! cm
MgO*
Ca%eína C(>!)@*O+
&otas
-Punto de %usi6n3 !.!+* ;C - o$ubi$idad en agua3 "." g0!)) m$ <+) ;C= -abor acido
-Punto de %usi6n3 +( ;C -Punto de ebu$$ici6n3 !A( ;C un gramo se disue$ve en *, m$. de agua.
a$ inorgánica
-Base 2antica -Mo$4cu$a a7uira$ - autoignicion3 (,*
-Puede irritar $igeramente $os o1os0 @o 7uitarse $as ga%as de seguridad. - La in9a$aci6n puede causar irritaci6n a $os te1idos de $a nari'5 garganta y pu$mones0 Usar e2tractores. to2icidad aguda
Procedimiento #= 82tracci6n de ca%eína ca%eína en 9o1as 9o1as de t é3 !. Co$ocar " g de 9o1as 9o1as de t45 + g de carbonato carbonato de de sodio y ") mL de agua en un matra' redondo de !)) mL e7uipado con un condensador por re%$u1o.
+. Ca$entar $a me'c$a durante unos veinte veinte minutos minutos con una manta manta ca$e%actora. ca$e%actora. #gite e$ matra' matra' ocasiona$mente ocasiona$mente durante este este período período de ca$entamient ca$entamiento. o. . Mientras $a so$uci6n so$uci6n todavía todavía está ca$iente5 %í$tre$a por por vacío a trav4s trav4s de un un pape$ de %i$tro-rápido. Un matra' de %i$tro-rápido de !+" mL ser ía e$ apropiado.
B= 82tra 82tracci cci6n 6n y seca secado do33 !. 8n%ri4 e$ e$ %i$trado a tempertura tempertura de de sa$6n y con un embudo embudo de decantaci6n decantaci6n de !+" mL5 e2traer$o con una porci6n de !) mL de dic$orometano.
+. #gite #gite vigorosa vigorosament mente e $a me'c$a me'c$a y con e$ embudo embudo virado virado 9acia arriba arriba
acer este proceso varias veces para disminuir $a presi6n y emu$siones.
. Las capas capas deben deben ser separada separadas s despu4s despu4s de varios minutos5 minutos5 a pesar de $as emu$siones %ormadas en $a capa orgánica más ba1a. i $a emu$si6n es pe7uea5 se debe romper $$egando a e$$a con un agitador y movi4ndo$o circu$armente. *. Para romper romper $as emu$siones emu$siones restantes restantes y secar secar $a capa capa orgánica orgánica <$a capa de de aba1o compuesta de dic$orometano y ca%eína=5 co$ocar en e$ cue$$o de un embudo c6nico una pe7uea pie'a de a$god6n y aadir encima una capa de ! cm de su$%ato de magnesio an9idro. ". Pasar directamente directamente $a capa orgánica de$ embudo embudo de decantaci6n5 decantaci6n5 a$ embudo con e$ agente secante y co$eccionar e$ %i$trado en un matra' 8r$enmeyer. Para tener precauci6n de no permitir 7ue tambi4n pase parte de $a %ase acuosa5
tener cuidadoso contro$ de $a $$ave cuando se vaya acercando $a divisi6n entre ambas capas.
,. 8n1uagar 8n1uagar e$ su$%ato su$%ato de magnesio con ! 6 + m$ m$ de diso$vente diso$vente de c$oruro c$oruro de meti$eno. A. Repetir $a e2tracci6n con otra otra porci6n de !) mL de dic$orometano dic$orometano sobre $a capa acuosa 7ue 7ueda en e$ embudo de decantaci6n y repetir e$ secado5 como se 9a descrito anteriormente5 con una nueva %racci6n de su$%ato de magnesio an9idro. (. Recoger $a capa orgánica en e$ matra' matra' 7ue 7ue contiene contiene e$ primer e2tracto e2tracto de c$oruro de meti$eno. 8stos e2tractos deben ser a9ora c$aros5 no mostrando signos visib$es de contaminaci6n de$ agua.
C= Dest Desti$ i$ac aci6 i6n3 n3 !. Eerter Eerter $os e2tractos e2tractos orgánicos orgánicos secos secos en un matra' de %ondo redondo redondo de ") mL. +. Organice e$ e7uipo e7uipo para $a desti$aci6n desti$aci6n senci$$a senci$$a
D= #ná$isis de ca%eína ca%eína por por cromatogra%í cromatogra%ía a de capa %ina3 %ina3 !. Co$o7ue !) mg de $a ca%eína impura5 7ue 7ue 7uedo 7uedo en e$ matra' redondo como producto de $a desti$aci6n5 en una bote$$a pe7uea y disu4$va$a en !) gotas de C>+C$+. /ape /ape $a bote$$a para 7ue no se evapore e$ so$vente. +. Obtenga una p$aca de /LC y con un $ápi' $ápi' mar7ue mar7ue una $ínea $ínea en $a parte in%erior in%erior de $a p$aca a !cm de$ borde. Con un tubo capi$ar bien %ino co$o7ue en $a p$aca una gota de $a so$uci6n de $a ca%eína impura y a$ $ado co$o7ue una gota de $a so$uci6n de ca%eína pura
.
Figura 1 Obteng Obtenga a un %rasco %rasco con tapa tapa 7ue 7ue servirá servirá de cámara cámara para correr correr e$ cromatograma
*.
Co$ocar Co$ocar en $a $a cámara cámara un pape pape$$ de %i$tro %i$tro como como muestra muestra $a figura 15 15 aadir "mL de$ so$vente de e$uci6n y tapar $a cámara. Mover $a cámara con e$ so$vente para 7ue e$ pape$ de %i$tro se sature con este. Los so$ventes de e$uci6n asignados %ueron3 #cetato de eti$o5 etano$3 agua <:3!=5 etano$3 agua
".
Co$ocar $a p$aca en en $a cámara cámara y permitir 7ue 7ue e$ so$vente so$vente suba suba 9asta 9asta 7ue $$egue a ! cm de$ tope de $a p$aca.
,.
Remover $a $a p$aca de $a cámara5 co$ocar$a sobre un pape$5 marcar$a marcar$a con con un $ápi' 9asta donde $$eg6 e$ so$vente y esperar 7ue 4ste se evapore. A. Co$ocar Co$ocar $a p$aca p$aca deba1o deba1o de de una $ámpara $ámpara de de UE para e$ e$ reve$ado reve$ado de$ de$ cromatograma. Mar7ue con un $ápi' todas $as manc9as 7ue observe. (. Medir con con una reg$a $a distancia 7ue 9ay 9ay desde e$ origen 9asta e$ %rente de$ de$ so$vente y tambi4n medir $a distancia recorrida por $a ca%eína.
:.
Ca$c Ca$cu u$ar $ar e$ e$ R% para para ca%eína5 con $as medidas tomadas.
Datos y Resu$tados3 I=
82tracci6n de ca%eína
!= Masa de ca%eína en 9o1a de t é
).),! g .")* g G ).))!g
vacío = Masa de matra' rendondo
.,", g G).))! g
ca%eína impura *= Masa de ca%eína impura "= Hd ca%eína ,= de recuperaci6n A= de error
).!"+ g *.,)( g en dic$orometano !+" +"
Cá$cu$os3
*= Masa de ca%eína impura F Masa de matra' rendondo rendondo +C$+ 0 JCa%eínaK en > +O 10 gcafeina 100 mLCH 2 Cl 2 2.17 cafeina
=4.608 gendiclorometano
100 mLagua
,= de recu recupe pera raci ci6n 6n F
masa masa de cafeínaimpura cafeínaimpura ( masade masade cafei cafeina naenlashoja enlashojass dete ) ( cantida cantidad d de sobre sobress )
2 !))
0.152 g
( 0.061 g ) ( 2 )
x 100 =125
¿ valor teorico ∨¿
A= de de erro rror F
obtenido ∨ ¿ valor teorico − valor obtenido
¿ ¿
2!))
¿
¿ 0.122 g ∨¿ ¿ 0.122 g −0.152 g ∨
¿ ¿
2 !)) F +"
¿
II= II=
#ná$ #ná$is isis is de ca%e ca%eín ína a por por crom cromat atog ogra ra%í %ía a de de cap capa a %in %ina a Datos propios3 o$vente de e$uci6n
!=#cetato de eti$o +=8tano$3 agua <:3!=
Distancia de$ origen 9asta e$ %rente de$ so$vente *. cm G ).! cm *.: cm G ).!cm
Distancia recorrida por $a sustancia !.! cm G ).! cm +. cm G ).! cm
Datos compartidos entre $os compa ñeros de c$ase3 Distancia de$
Distancia
R%
).+, ).*A
o$ven vente de e$u e$uci ci6 6n
#cetato de de 8ti$o 8tano$3 agua <:3!= 8tano$3 agua e2ano
orig rigen 9a 9asta sta e$ e$ %rente de$ so$vente ".A cm G ).! cm *.: cm G ).! cm ".* cm G ).! cm .( cm G ).! cm ,.) cm G ).! cm
recorrida por $a sustancia
R%
).A cm G ).! ).! cm +., cm G ).! cm ." cm G ).! cm !." cm G ).! cm ).) cm G ).! cm
). !+ )." ).,* ).: )
Cá$cu$os3 R% F
distancia distancia recorrida recorrida por la sustancia sustancia distanc distanciah iah astael asta el frent frentee del solvente solvente 1.1 cm
R% #cetato de eti$o F
4.3 cm
F ).+,
2.3 cm
R% 8tano$3 agua <:3!= F
4.9 cm
F ).*A
Re%erencias3 !.
C$iment5 M. &arcía5 >. Morera5 I. 82perimentaci6n en 7uímica3 7uímica orgánica5 ingeniería 7uímica. +da edici6n. 8ditoria$ Universidad Po$it4cnica de Ea$encia. 8spaa. +))". !!A. +.
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