Extração de Cafeína

OBTENÇÃO DE CAFEÍNA
POR EXTRAÇÃO DAS FOLHAS DE CHÁ
Participantes: Ana Isabel Pinto de Azevedo, Luís Manuel Matos Pinto
Professor responsável: Pedro Nuno Monteiro Alves
Escola: Colégio de São Gonçalo (Amarante) e-mail: [e-mail]

RESUMO
O trabalho consiste na extração e determinação da %(m/m) de cafeína de folhas de chá preto, sem purificação. Para o efeito realizaram-se várias operações unitárias: extração sólido-líquido de uma mistura de água, folhas de chá e carbonato de cálcio (CaCO3) levada à ebulição, com posterior filtração a pressão reduzida; extração líquido-líquido com diclorometano (CH2Cl2); e filtração da fase orgânica seguida de uma destilação. Obtivemos uma percentagem mássica de 3,719 %. Algumas vantagens da atividade assentam na diversidade de execução de técnicas laboratoriais presentes no currículo do ensino secundário e no conhecimento científico de alguns tópicos de Química Orgânica, tais como mecanismos de reação e coeficientes de partição.

CONCEITOS
A cafeína é uma substância branca, que constitui 2-3,5 % do conteúdo das folhas de chá, juntamente com polissacarídeos, como amido e celulose, aminoácidos e taninos, entre outros. A solubilidade da cafeína em água é de 2,2 mg/mL, a 25 ºC, e de 670 mg/mL, a
100 ºC, contrariamente ao amido e à celulose, que são praticamente insolúveis em água.
Por conseguinte, leva-se uma mistura de água, chá e CaCO3 à ebulição durante 30 minutos.
Na extração sólido-líquido dessa mistura, a maior parte da cafeína passa para a fase aquosa. Outros compostos igualmente solúveis em água, tais como os taninos, ainda estão presentes na solução, sendo indesejáveis na extração orgânica posterior. Estes possuem uma polaridade intermédia, pelo que é necessário convertê-los em compostos mais polares para que não se dissolvam num solvente não polar, como o diclorometano, e sejam separados da cafeína. Assim, recorre-se à hidrólise básica do grupo éster por tratamento com CaCO3,