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Relatório extração da cafeína do chá

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Universidade Estadual de Maringá 
Centro de Ciências Exatas - Departamento de Química 
 
 
 
 
 
 
Extração da cafeína do chá e cromatografia 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acadêmicos: Beatriz Alves, RA: 93605; 
 Bruno Romano, RA: 94669. 
Professor: Expedito Leite Silva 
Disciplina: Química Orgânica Experimental I 
Maringá, 09 de junho de 2016. 
 
 
Sumário 
Introdução ..................................................................................................................................... 3 
Objetivos ....................................................................................................................................... 6 
Materiais e reagentes ................................................................................................................... 6 
Procedimentos .............................................................................................................................. 7 
Resultados e discussões ................................................................................................................ 9 
Conclusão .................................................................................................................................... 11 
Referências .................................................................................................................................. 12 
 
3 
 
Introdução 
A cafeína é um alcalóide, um composto contendo nitrogênio, oxigênio, carbono e 
hidrogênio, que apresenta propriedades básicas. Ela pertence a uma classe de compostos 
de ocorrência natural chamada xantina. Possivelmente, as xantinas são os estimulantes 
mais antigos conhecidos sendo que, neste contexto, a cafeína é um dos mais potentes. 
(1) 
 
Imagem 01: fórmula estrutural da cafeína. 
Algumas propriedades físico-químicas desse alcalóide encontram-se na tabela 01 
a seguir. 
Tabela 01: propriedades físico-químicas da cafeína (2) 
Ponto de fusão 238°C 
Sublimação 178°C 
Densidade 1,23 g/cm³ 
Volatilidade 0,5% 
Outras características Pó branco, cristalino, sabor 
amargo, sem cheiro. 
 
A cafeína está presente, de forma natural, em mais de 60 espécies de plantas 
amplamente distribuídas pelas diferentes regiões geográficas do planeta terra. Algumas 
das fontes vegetais mais conhecidas são os grãos de café e de cacau, as folhas de chá 
verde, as sementes de cola e guaraná e a erva-mate.
(3)
 É encontrada também em uma 
grande quantidade de alimentos industrializados (tabela 02) e em alguns analgésicos e 
inibidores de apetite.
(4) 
4 
 
A cafeína, proveniente de fontes naturais, tem sido consumida e apreciada desde 
tempos ancestrais, muito provavelmente desde o paleolítico. Relatos fidedignos referem 
que a mesma é consumida há vários milênios, designadamente, pelos chineses, desde o 
século III a.C.
(3) 
Naturalmente, a história do uso da cafeína está fortemente ligada à história do 
café, principal fonte natural de cafeína. Admite-se que o café, tal como se conhece nos 
dias de hoje, seja originário da Etiópia tendo-se difundido na península arábica e daí 
para o resto do mundo. Uma lenda popular atribui a sua descoberta a um pastor de 
cabras Etíope, de nome Kaldi, que teria percebido que o rebanho ficava agitado após 
alguns animais terem comido as frutas de um arbusto. Kaldi também quis provar os 
bagos dessa misteriosa planta e foi, imediatamente, invadido por uma euforia, tendo, 
nessa noite, dormindo menos que o costume. 
(3) 
Na Europa, o café apareceu no século XVI, tendo sido introduzido, 
principalmente, pelos espanhóis e holandeses, no período dos descobrimentos. Antes 
disso, o café era consumido de forma restrita e a bebida nobre era o chá. 
(3) 
Com relação ao café, o Brasil é o segundo maior consumidor global, atrás apenas 
dos Estados Unidos. No consumo por habitante, os líderes mundiais são Finlândia, 
Noruega e Dinamarca. Segundo dados da Abic (Associação Brasileira da Indústria de 
Café) divulgados em fevereiro de 2013, no período compreendido entre novembro de 
2011 e outubro de 2012, o consumo per capita foi de 6,23 quilos de café em grão cru, ou 
4,98 quilos de café torrado, o equivalente a quase 83 litros para cada brasileiro por ano. 
(5) 
Tabela 02: dose média de cafeína encontrada em produtos industrializados. (6) 
Produto Porção Cafeína (mg) 
Achocolatado 220 ml 5 
Bebida a base de cacau 300 ml 9 
Chá branco 240 ml 15 
Chocolate ao leite 28 g 20 
Chá verde 240 ml 25 
5 
 
Chocolate em pó 28 g 26 
Chocolate amargo 170 g 31 
Coca-Cola 355 ml 34 
Chá mate 240 ml 47 
Chá preto Saquinho 50 
Dorflex Comprimido 50 
Aspirina Comprimido 65 
Bebida energética Red Bull 240 ml 76 
Café expresso 30 ml 77 
Os principais efeitos fisiológicos da atuação da cafeína no organismo humano são 
o efeito estimulante, o efeito diurético e a dependência química. Entre outros efeitos, 
causa o aumento da taxa metabólica, o relaxamento da musculatura lisa dos brônquios, 
do trato biliar, do trato gastrintestinal e de partes do sistema vascular. Após cinco 
minutos do consumo, a cafeína pode ser detectada em todo o corpo humano, atingindo o 
seu máximo depois de 20-30 minutos. Ela é metabolizada no fígado e tem uma meia 
vida de cerca de 3-6 horas, não acumulando no corpo. A ingestão de cafeína em excesso 
pode causar vários sintomas desagradáveis incluindo a irritabilidade, dores de cabeça, 
insônia, diarréia, palpitações do coração. A dose letal para uma pessoa adulta pesando 
70 kg é cerca de 10 g o que é equivalente a se tomar 100 xícaras de café ou 200 latas de 
Coca-Cola ou ingerir 50 kg de chocolate. 
(3) 
Após o processo de extração da cafeína feita em laboratório, pode-se fazer uma 
cromatografia. A cromatografia é um método físico-químico de separação. Ela está 
fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre 
devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase 
estacionária. A grande variedade de combinações entre fases móveis e estacionárias a 
torna uma técnica extremamente versátil e de grande aplicação. 
(7) 
A cromatografia pode ser utilizada para a identificação de compostos, por 
comparação com padrões previamente existentes, para a purificação de compostos, 
separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma 
6 
 
mistura. As diferentes formas de cromatografia podem ser classificadas considerando-se 
diversos critérios. A cromatografia em camada delgada (CCD) é uma técnica de 
adsorção líquido–sólido. Nesse caso, a separação se dá pela diferença de afinidade dos 
componentes de uma mistura pela fase estacionária. Por ser um método simples, rápido, 
visual e econômico, a CCD é a técnica predominantemente escolhida para o 
acompanhamento de reações orgânicas, sendo também muito utilizada para a 
purificação de substâncias e para a identificação de frações coletadas em cromatografia 
líquida clássica. 
(7) 
O parâmetro mais importante a ser considerado em CCD é o fator de retenção 
(Rf), o qual é a razão entre a distância percorrida pela substância em questão e a 
distância percorrida pela fase móvel. Os valores ideais para Rf estão entre 0,4 e 0,6. A 
CCD pode ser usada tanto na escala analítica quanto na preparativa. 
(7) 
Objetivos 
Realizar o isolamento da cafeína do chá mate e fazer a cromatografia de camada 
delgada com o material extraído. 
Materiais e reagentes 
 Béquer de 250 mL; 
 Peneira; 
 Tripé; 
 Tela de amianto; 
 Bico de Bunsen; 
 Fósforos; 
 Funil de separação; 
 Erlenmeyer de 25 mL; 
 Balão de fundo redondo de 50 mL; 
 Folhas dechá mate; 
7 
 
 Solução aquosa de Na2CO3 4%; 
 Clorofórmio; 
 Sulfato de sódio anidro (Na2SO4); 
 Corante Dragendorff; 
 Placa de sílica. 
Procedimentos 
 Parte 01: extração da cafeína do chá. 
Primeiramente, as folhas de chá foram colocadas em um béquer juntamente com 
100 mL de solução aquosa de Na2CO3 4%. A mistura foi aquecida à ebulição suave por 
10 minutos (imagem 01). Feito isso, filtrou-se a solução ainda quente com o auxílio de 
uma peneira e esfriou-se o filtrado à temperatura ambiente. Em seguida, transferiu-se o 
filtrado para um funil de separação e adicionou-se 15 mL de clorofórmio (imagem 02). 
A solução foi agitada cautelosamente para evitar que uma emulsão fosse formada. 
Separou-se a fase orgânica (camada inferior) em um erlenmeyer. A extração com 
clorofórmio foi repetida mais uma vez e a fase orgânica novamente foi recolhida no 
erlenmeyer que já continha a fase orgânica anterior. Juntou-se a fase orgânica de todos 
os grupos, adicionou-se o sulfato de sódio anidro e retirou-se o sal por meio de uma 
filtração simples. Após isso, a solução foi colocada em um balão de fundo redondo e o 
solvente (clorofórmio) foi eliminado através da destilação utilizando um sistema de 
destilação em evaporador rotativo (imagem 03). 
8 
 
 
Imagem 01: sistema de aquecimento. Imagem 02: Sistema de separação. 
 
Imagem 03: sistema de destilação em evaporador rotativo. 
 
 Parte 02: cromatografia da cafeína extraída. 
O primeiro passo foi dissolver uma quantidade de cafeína pura em um solvente 
orgânico. Em seguida, adicionou-se clorofórmio ao balão que continha a cafeína 
extraída na parte 01 do experimento. Com o auxílio de capilares, foram feitos quatro 
9 
 
pingos da cafeína destilada e um pingo da cafeína pura em uma placa de sílica, um 
centímetro acima do inicio da mesma. Depois, a placa foi colocada em um béquer com 
clorofórmio, tomando-se o cuidado de evitar que o ponto de aplicação da amostra 
mergulhasse no solvente. Ao final da corrida, removeu-se a placa e marcou-se a frente 
do solvente (linha de chegada da fase móvel). Deixou-se a placa secar e observou-se as 
manchas. Para a revelação, utilizou-se o corante dragendorff. 
Resultados e discussões 
Antes de qualquer discussão, é necessário destacar que a solução de chá não 
contém somente a cafeína como constituinte básico, mais que isso, ela apresenta um 
conjunto de componentes químicos tais como proteínas, óleos essenciais, açúcares, etc. 
que conferem as suas características mais peculiares, conhecidas por todos. Isso explica 
a grande dificuldade em se isolar a cafeína do chá. 
O uso do aquecimento é devido ao fato da cafeína ser mais solúvel em água 
quente do que em água fria; logo nesta condição ela será mais rápida e facilmente 
extraída, juntamente, é claro, com as outras substâncias mencionadas acima, todas de 
caráter levemente ácido, que também são solúveis em água. Para que estes componentes 
de características ácidas sejam isolados, adicionou-se uma solução básica de Carbonato 
de Sódio (Na2CO3). Este procedimento converteu os componentes em sais de sódio. Os 
sais de sódio são insolúveis em compostos orgânicos, o que os torna insolúveis ao 
clorofórmio. 
Em contrapartida, a cafeína apresenta uma boa solubilidade ao clorofórmio, que 
por sua vez é imiscível em água. Assim foi possível separar a solução aquosa. 
O sulfato de sódio anidro foi adicionado à fase orgânica para reter os vestígios de 
água. 
Após a eliminação do clorofórmio utilizando a destilação em evaporador rotativo, 
obteve-se um material sólido amarelado com odor desagradável. Como se sabe que a 
cafeína pura é um pó branco, foi realizada uma cromatografia para comparar o sólido 
extraído com a cafeína pura. O resultado da mesma pode ser observado na imagem 04 
abaixo, sendo que a bolinha da cafeína pura é a da extrema direita. A distância 
10 
 
percorrida pela cafeína pura foi 2,6 cm e a distância percorrida pela fase móvel foi 7,1 
cm. Com esses valores, obtêm-se um valor de 0,37 para seu fator de retenção (Rf). No 
entanto, a cafeína pura apresenta um Rf de 0,65
 (8)
, segundo a literatura. Assim, o erro 
percentual é de 43,08%. 
Erro % = (
 
 
) 
Erro % = [(0,37-0,65)/0,65] × 100 
Erro % = 43,8 
 
Imagem 04: resultado da cromatografia. 
 
 
11 
 
Conclusão 
Através da realização do experimento de extração da cafeína do chá mate, foi possível 
concluir que não se obteve a cafeína pura, devido à cor e cheiro que diferem da mesma. Com 
relação à cromatografia, também houve certa discrepância na comparação do valor de 
retenção obtido com o valor de retenção da literatura. O erro provavelmente ocorreu na 
realização de alguma parte dos procedimentos. No entanto, foi muito importante aprender a 
realizar tal extração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 Referências 
 
(1): http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_21_06/9 - Cafeína - 
Química Nova Vol 26 nº 1, 136-138, 2003.pdf; Acessado em 28/05/16 às 15h01; 
(2): The Merck Index – Twelfth Edition; 
(3): http://quimicaparatodosuevora.blogspot.com.br/2012/06/cafeina-i.html; Acessado 
em 28/05/16 às 15h05; 
(4): http://www.todabiologia.com/saude/cafeina.htm; Acessado em 28/05/16 às 15h09; 
(5):http://economia.uol.com.br/noticias/redacao/2013/02/06/consumo-de-cafe-do-
brasileiro-bate-recorde-e-chega-a-83-litros-por-ano.htm; Acessado em 28/05/16 às 
16h33; 
(6): http://www.maisequilibrio.com.br/nutricao/os-efeitos-da-cafeina-2-1-1-141.html; 
Acessado em 02/06/16 às 20h43; 
(7): http://zeus.qui.ufmg.br/~valmir/Artigo_Cromatografia.pdf. Acessado em 02/06/16 
às 20h47. 
(8):http://sinqfar.org.br/admin/files/artigos/artigos_pdf/13edb9785fbdeef8dcc2798dbaa
3463a.pdf; Acessado em 07/06/16 às 16h42.

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