ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΚΑΦΕΪΝΗΣ ΑΠΟ ΦΥΛΛΑ ΤΣΑΓΙΟΥ

Β΄ Γυμνασίου: 2.5 Διαχωρισμός μειγμάτων

Ζυγίζουμε το περιεχόμενο από 10 φακελάκια τσαγιού. Θερμαίνουμε σε κωνική φιάλη τα φύλλα τσαγιού με 100mL νερού μέχρι να αρχίσει ο βρασμός και το αφήνουμε σε κατάσταση βρασμού 5-10 min για να εκχυλιστεί πλήρως η καφεΐνη.

Με απόχυση ή διήθηση-φιλτράρισμα διαχωρίζουμε υδατικό εκχύλισμα που περιέχει την καφεΐνη από τα στερεά φύλλα του τσαγιού. Στη συνέχεια, αφού το αφήσουμε να ψυχθεί σε θερμοκρασία περιβάλλοντος το ρίχνουμε σε διαχωριστική χοάνη και προσθέτουμε περίπου 5mL διχλωρομεθάνιο.

«To διχλωρομεθάνιο είναι οργανική ένωση. Σε κανονικές συνθήκες (25 °C, 1 atm) είναι άχρωμο πτητικό υγρό με μέτρια γλυκό άρωμα.. Η πτητικότητα του διχλωρομεθανίου σε συνδυασμό με την ικανότητά του να διαλύει μεγάλο εύρος οργανικών ενώσεων το έκαναν έναν πολύ χρήσιμο διαλύτη για πολλές χημικές διεργασίες. Χρησιμοποιήθηκε ευρύτατα για την απομάκρυνση χρωμάτων και γράσων.

Σελίδα 1 από 4

Στη βιομηχανία τροφίμων χρησιμοποιήθηκε στη παραγωγή ντεκαφεϊνέ καφέ και τσαγιού και για την παραγωγή εκχυλισμάτων από λυκίσκων και άλλων αρωμάτων. Η πτητικότητά του οδήγησε στη χρήση του και ως προωθητικό αεροζόλ και διογκωτικού μέσου για αφρούς πολυουρεθάνης.Η ικανότητά του να βράζει σε χαμηλό (σχετικά) σημείο ζέσης (39,6 °C) επιτρέπει τη χρήση του ως μια θερμική μηχανή που επιτρέπει την παραγωγή κίνησης σε χαμηλές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα μια θερμική μηχανή διχλωρομεθανίου χρησιμοποιήθηκε στο «πτηνό που πίνει νερό». Πρόκειται για ένα παιχνίδι που λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου.Ακόμη, συγκολλά χημικά ορισμένα πλαστικά. Για παράδειγμα χρησιμοποιήθηκε για να σφραγίσει το περίβλημα των ηλεκτρικών μετρητών. Πωλείται συχνά ως κύριο συστατικό των κολλών συγκόλλησης πλαστικών.»

Ανακινούμε ελαφρά (γέρνουμε προς τα δεξιά και προς τα αριστερά με αργές κινήσεις την διαχωριστική χοάνη) για περίπου 3min αφήνοντας κάθε τόσο το μείγμα να εκτονώνεται.

Στη συνέχεια ανοίγουμε την στρόφιγγα της διαχωριστικής χοάνης και αφήνουμε να εκρεύσει σχεδόν όλο (όχι όλο) το διάλυμα του διχλωρομεθανίου σε κρυσταλλωτήριο. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία τρείς φορές.

Αφήνουμε το διάλυμα που συλλέξαμε στο κρυσταλλωτήριο να εξατμιστεί.

Σελίδα 2 από 4

Το σχεδόν λευκό ίζημα που εμφανίζεται μετά την εξάτμιση του διχλωρομεθανίου είναι μείγμα καφεΐνης με άλλες ουσίες. Εν συνεχεία προχωράμε σε καθαρισμό - κρυστάλλωση αυτού του μείγματος με αιθανόλη. Προσθέτουμε το σχεδόν λευκό ίζημα σε αιθανόλη, το αναδεύουμε και παρατηρούμε ότι υπάρχουν και χρωστικές. Για να απομακρύνουμε τις έγχρωμες προσμίξεις χρησιμοποιούμε ενεργό άνθρακα. Προσθέτουμε μικρή ποσότητα ενεργού άνθρακα στο διάλυμα της ένωσης και ακολούθως το βράζουμε. Το θερμό διάλυμα διηθείται μέσω πτυχωτού ηθμού έτσι ώστε να απομακρυνθούν οι έγχρωμες προσμίξεις που θα έχει ήδη προσροφήσει ο ενεργός άνθρακας. Στη συνέχεια τοποθετούμε το διάλυμα της διήθησης σε ανοικτούς δοκιμαστικούς σωλήνες τους οποίους αφήνουμε σε ηρεμία για να εξατμιστεί η αιθανόλη ώστε να παραλάβουμε κρυστάλλους σχεδόν καθαρής καφεΐνης τους οποίους ζυγίζουμε με σκοπό να υπολογίσουμε την περιεκτικότητα των φύλλων τσαγιού σε καφεΐνη (~3%).

Σελίδα 3 από 4

Καφεΐνη Διχλωρομεθάνιο

Μετά τον «καθαρισμό», μια καλή ιδέα είναι να ελέγξουμε το σημείο τήξης της καφεΐνης που παραλάβαμε. Αυτό θα μας δώσει μια ιδέα για το πόσο καθαρή είναι. Το σημείο τήξης της καφεΐνης είναι 234 °C.

«Το διχλωρομεθάνιο είναι ο λιγότερος τοξικός από τους απλούς χλωροϋδρογονάνθρακες, αλλά δεν είναι εντελώς ακίνδυνο και η μεγάλη του πτητικότητα γίνεται ένα επιπλέον βλαβερό χαρακτηριστικό. Μεταβολίζεται στο σώμα σε μονοξείδιο του άνθρακα, με αποτέλεσμα να οδηγεί σε ανάλογη δηλητηρίαση. Επίσης, έκθεση σε ατμούς του έχει ως αποτέλεσμα οπτική νευροπάθεια. Η παρατεταμένη έκθεση του δέρματος σε διχλωρομεθάνιο έχει ως συνέπεια τη σταδιακή διάλυση του λιπώδους ιστού, γεγονός που οδηγεί σε ερεθισμό του δέρματος ή και χημικά εγκαύματα.Μπορεί να είναι καρκινογόνο και έχει συνδεθεί με τον καρκίνο των πνευμόνων, του ήπατος και του παγκρέατος σε πειραματόζωα.Σε πολλές χώρες, προϊόντα που περιέχουν διχλωρομεθάνιο πρέπει να φέρουν προειδοποιητικές ετικέτες για τους κινδύνους υγείας από τη χρήση του.Στην Ευρωπαϊκή Ένωση το Ευρωκοινοβούλιο ψήφισε το 2009 την απαγόρευση της χρήσης του διχλωρομεθανίου σε καταναλωτικούς αποχρωματιστές και σε πολλούς επαγγελματικούς. Η απαγόρευση τέθηκε σε ισχύ από το Δεκέμβριο του 2010.Στην Ευρώπη, η Scientific Committee on Occupational Exposure Limits (SCOEL) προτείνει για το διχλωρομεθάνιο το όριο των 100 ppm (για οκτάωρη εβδομαδιαία μέση έκθεση) ή 200 ppm (για σύντομη, έως 15λεπτη έκθεση).»

Πηγές:

https :// www . youtube . com / watch ? v = vdB 6 BzJ 55 PI

https :// el . wikipedia . org / wiki /% CE %94% CE % B 9% CF %87% CE % BB % CF %89% CF %81% CE % BF % CE % BC % CE % B 5% CE % B 8% CE % AC % CE % BD % CE % B 9% CE % BF

https://www.greelane.com/el/%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE%CE%BC%CE%B7-%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CE%B1-%CE%BC%CE%B1%CE%B8%CE%B7%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AC/%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE%CE%BC%CE%B7/how-to-extract-caffeine-from-tea-608211/

Μία καλύτερη μέθοδος για να διαχωριστεί η καφεΐνη από τις άλλες ενώσεις είναι να χρησιμοποιήσουμε τη διαφορετική διαλυτότητα της καφεΐνης έναντι άλλων ενώσεων. Διαλύουμε την μη καθαρή καφεΐνη με 2ml ενός μείγματος εξανίου και διαιθυλαιθέρα 1:1. Χρησιμοποιούμε μια πιπέτα για να αφαιρέσουμε το υγρό. Αφήνουμε το στερεό να στεγνώσει πριν από τη ζύγιση, ώστε να υπολογίσουμε την περιεκτικότητα των φύλλων τσαγιού σε καφεΐνη.

Σελίδα 4 από 4