Concentração Cafeína na Coca-Cola

Determinação do teor de cafeína na Coca-Cola

Tatiana Melo ([e-mail])
12BT1

Carvalhos, março de 2021

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Índice

1.Objetivo        3

2. Introdução        3

3. Material        4

4. Procedimento        4

4.1 Desgaseificação da bebida energética        4

4.2 Diluição da amostra        4

4.3 Preparação das soluções de trabalho        5

4.3.1 Preparação da solução mãe:        5

4.3.2 Preparação das soluções padrão e da solução de 25mg/L        5

4.4 Seleção do comprimento de onda de absorção máximo da cafeína        5

4.5 Elaboração da reta de calibração da cafeína        5

4.6 Cálculo da concentração de cafeína na amostra diluída        5

5. Cálculos        6

5.1 Diluição da amostra 1:10        6

5.2 Preparação da solução mãe        6

5.3 Preparação das soluções padrão        6

5.4 Preparação da solução de 25mg/L        6

6. Resultados        7

6.1 Espetro Absorção da Cafeína (c=25 mg/L)        7

6.2 Picos de absorção        7

6.3 Calibração química (c.d.o. = 206 nm)        7

6.5 Concentração de cafeína na coca-cola        7

7. Observações        8

8. Discussão dos resultados        8

9.Conclusão        8

10. Referência bibliográficas        9

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1.Objetivo

Determinar a concentração de cafeína existente na coca-cola a partir de métodos espetrofotómetros.

2. Introdução

A cafeína é um alcaloide da família metilxantina com a seguinte fórmula molecular: C8H10N4O2. Encontra-se principalmente nos frutos da planta do café. Em pequenas quantidades pode ser encontrada no cacau e na noz de cola. É usada em vários medicamentos e é amplamente utilizada na preparação de bebidas de cola e na indústria farmacêutica como um estimulante do sistema nervoso central da função cardíaca, da circulação sanguínea e da liberação de adrenalina. Obtém-se por extração de café ou por síntese a partir de ureia e ácido cloroacético. A cafeína isolada é apresenta-se como um pó cristalino branco ou cristais sedosos brancos sem cheiro e um sabor muito amargo.[1,2] Em geral, a cafeína aparece nas sementes, folhas e frutos de mais de 60 plantas, em que atua como um pesticida natural que paralisa e mata certos tipos de insetos quando se alimentam deles. A cafeína é um estimulante do sistema nervoso autónomo que pode remover a sonolência e restaurar o estado de alerta. Bebidas contendo cafeína como o café, chá, refrigerantes de cola e bebidas energéticas têm uma grande popularidade sendo ela a substância psicoativa mais consumida no mundo.[3] O   seu consumo excessivo pode levar à dependência e, a sua abstinência, pode causar dores de cabeça, irritabilidade e sonolência patológica. Em doses muito elevadas provoca excitação, ansiedade e insónia, tremor, aumento da sensibilidade e reflexos diminuídos. Não existe uma dose diária recomendada de cafeína, mas doses até 400 mg por dia são consideradas seguras. A Dose Letal da cafeína é de 150mg/kg de massa corporal.[2]

[pic 1]

Figura 1: Fórmula estrutural da cafeína[4]

A técnica de espetroscopia UV-vis é muito utilizada na análise quantitativa. O equipamento a ser utilizado denomina-se espetrofotómetro e é usado para medir a absorvância de uma solução, ou seja, para que este método possa ser utilizado, é necessário que a substância a ser analisada absorva radiação eletromagnética na região UV visível, o que ocorrerá se possuir um ou mais cromóforos, como acontece com a cafeína. Quando a luz monocromática do espetrofotómetro atravessa a solução que contem a espécie absorvente, a intensidade da radiação diminui como consequência da absorção de energia pelos cromófores para passarem do seu estado fundamental de energia para o estado excitado, sendo essa diminuição de intensidade a medida pela célula fotoelétrica do espetrofotómetro. Segundo a lei de Lambert-Beer, a absorvância é diretamente proporcional à concentração da espécie absorvente, por isso, este método é utilizado para determinar a concentração de um analito presente numa amostra. No entanto, para poder utilizar-se esta técnica, a concentração do analito terá de ser menor do que 0,01M.[5-7]

3. Material

De laboratório:

• Gobelés;
• Vareta de vidro;
• Espátula;
• Vidro de Relógio;
• Balões volumétricos de 100,0mL;
• Funil de líquidos;
• Pipetas volumétricas;
• Esguicho;
• Pata de elefante;
• Balança analítica ±0,0001g;
• Pipeta de Pasteur;
• Rolhas;
• Cuvetes;
• Espectrofotómetro.

Reagentes:

• Cafeína;
• Coca cola.

4. Procedimento

4.1 Desgaseificação da bebida energética

• Colocar a bebida num gobelé previamente lavado;
• Agitar com uma vareta até perder o gás.

4.2 Diluição da amostra

• Preparar convenientemente o material;

• Com uma pipeta volumétrica, transferir 10mL da amostra desgaseificada para um balão volumétrico de 100mL (diluição 1:10);
• Preencher com água destilada;
• Acertar o menisco com o traço de referência com o auxílio de uma pipeta de Pasteur.

4.3 Preparação das soluções de trabalho

4.3.1 Preparação da solução mãe:

• Preparar convenientemente o material;
• Num vidro de relógio, medir aproximadamente a massa de cafeína calculada;
•  Registar a massa medida;
• Num gobelé, dissolver a cafeína com água destilada;
• Transferir a solução para o balão volumétrico de 100mL;
• Lavar o gobelé e juntar as águas de lavagem ao conteúdo do balão volumétrico;
• Completar com água destilada;
• Acertar o menisco com o traço de referência com o auxílio de uma pipeta de Pasteur;
• Homogeneizar e rotular.

4.3.2 Preparação das soluções padrão e da solução de 25mg/L

• Preparar convenientemente o material;
• Com uma pipeta volumétrica, transferir o volume calculado de solução mãe para um balão volumétrico de 100mL;
• Completar com água destilada;
• Acertar o menisco com o traço de referência com o auxílio de uma pipeta de Pasteur;
• Homogeneizar e rotular;
• Repetir o mesmo procedimento para preparar todas as soluções.

4.4 Seleção do comprimento de onda de absorção máximo da cafeína

• Encher uma cuvete com a solução de 25mg/L de cafeína;
• Colocar a cuvete no espetrofotómetro já calibrado e obter o espectro de absorção da cafeína;
• Selecionar o comprimento de onda para qual o pico de absorvância da cafeína é maior.

4.5 Elaboração da reta de calibração da cafeína

• Encher uma cuvete com uma das soluções padrão;
• Colocar a cuvete no espectrofotómetro já calibrado e medir a absorvância com o comprimento de onda de absorção máximo da cafeína;
• Repetir o mesmo procedimento para as outras soluções padrão;
• Construir a reta de calibração da cafeína para o comprimento de onda determinado.

4.6 Cálculo da concentração de cafeína na amostra diluída

• Encher uma cuvete com a amostra diluída;
• Colocar a cuvete no espectrofotómetro já calibrado e medir a sua absorvância com o comprimento de onda de absorção máximo da cafeína;
• Calcular, a partir da reta de calibração, a concentração de cafeína na amostra diluída.

5. Cálculos

5.1 Diluição da amostra 1:10

1 mL amostra ---- 10 mL de amostra diluída
10 mL amostra ---- 100 mL de amostra diluída

Amostra diluída = 10 mL amostra + 90 mL água destilada

5.2 Preparação da solução mãe

C= 100mg/L   v=100mL

     m= 10mg de cafeína[pic 2]