Relatório De Destilação

DESTILAÇÃO SIMPLES E FRACIONADA, EXTRAÇÃO DA CAFEÍNA A PARTIR DA ERVA MATE

Professor Rodrigo de O. Marcon

Edna Assis, Solange, Talita Fukuoka, Vanessa Aparecida

Introdução

A destilação simples e a fracionada são métodos especiais de separação de misturas homogêneas, ambas consistem no aquecimento da mistura até a ebulição e em seguida condensar os vapores do líquido. 

Destilação Simples: Separa um sólido e um líquido de uma mistura homogênea. Ela consiste em separar o líquido em forma de vapor e esse vapor depois é condensado através de um aparelho chamado condensador. 

Equipamentos utilizados na destilação simples: 

 bico de Bunsen: aparelho que realiza o aquecimento;

balão de destilação: onde a mistura é aquecida;

condensador: os vapores produzidos por esse aquecimento passam pelo condensador onde são resfriados e transformados em líquido novamente através do processo de liquefação. A parte sólida da mistura não se evapora, pois não é volátil, sendo assim permanece no balão de destilação;

 frasco coletor: é onde se recolhe o líquido.

Destilação Fracionada: Esse processo consiste no aquecimento de uma mistura de mais de dois líquidos que possuem pontos de ebulição diferentes. Assim, a solução é aquecida e separa-se inicialmente o líquido com menor ponto de ebulição e, em seguida, o líquido com o ponto de ebulição maior. 

Exemplos:

Os derivados do petróleo são separados por destilação fracionada, onde cada componente é destilado em uma temperatura diferente: baixas temperaturas separam a gasolina e o querosene, já na temperatura em torno de 300 ° C, são destilados os óleos e as parafinas. 

Nos alambiques se retira o álcool através da destilação do mosto (garapa) da cana. Esse mosto é o suco da cana que passa por um processo de decomposição por microrganismos chamados de fermentação. 

O isolamento de compostos orgânicos a partir de fontes naturais é um tipo de experimento muito empregado em disciplinas experimentais de graduação em química orgânica. A extração de cafeína das folhas de chá mate (Ilex paraguariensis) é um exemplo bastante popular em livros texto de química orgânica experimental e artigos em revistas especializadas. Esse experimento geralmente é empregado nas disciplinas iniciais de química orgânica, onde são apresentadas as principais técnicas de isolamento, purificação e caracterização de substâncias. O experimento alia a motivação do estudante, através da utilização de um produto de uso cotidiano, ao aprendizado de técnicas de extração com solventes e purificação de substâncias naturais, no caso a cafeína. Além disso, os reagentes empregados são de baixo custo e não tóxicos. Com o mesmo propósito, embora de forma menos abundante, a literatura cita a extração de cafeína a partir de outras fontes como, por exemplo, o café (Coffea arabica)e o chá preto (Camellia sinensis). A erva mate (Ilex paraguariensis) e o guaraná (Paullinia cupana) também contêm cafeína, contudo, no melhor do nosso conhecimento, a utilização destes materiais com este propósito ainda não foi descrita na literatura.

Neste trabalho, descreve-se a extração de cafeína a partir de bebidas estimulantes utilizando-se dois métodos: um, para amostras solúveis em água, que pode ser aplicado em disciplinas de quatro horas de duração e outro, para amostras insolúveis em água, que requer dois períodos não consecutivos em disciplinas de quatro horas de duração.

A CAFEÍNA

A cafeína é um alcalóide (Figura 1), um composto contendo nitrogênio, 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.

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 min. Ela é metabolizada no fígado e tem uma meia vida de cerca de 3-6 h, 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.

Objetivo

Extração da cafeína da erva mate através de destilação simples e fracionada

Materiais utilizados

Chá Mate; Carbonato de sódio Na2CO3; Água destilada; Clorofórmio ou diclorometano; Sulfato de magnésio; Erlenmeyer; Tripé com tela; Chapa de aquecimento; Gelo; Cuba de cristalização; Funil de separação; Aparelho de destilação; Funil simples; Papel de filtro; Béquer; Manta de aquecimento.

Procedimento

Adicionou-se a um béquer de 250 mL: 10 g de chá mate (10,1045 g), 4,0 g de Na2CO3 (4,4955 g) e 100 mL de H2O destilada.

Após isso, a mistura foi levada ao aquecimento com agitação por 15 minutos. Depois, montou-se um sistema de filtração, com funil simples, papel de filtro pregueado, argola e suporte universal, e foi colocado um erlenmeyer abaixo do funil para que o filtrado fosse coletado.

Então, após este procedimento, transferiu-se o filtrado para um funil de separação e adicionou-se 15,0 mL de CHCL3 (clorofórmio). A mistura foi agitada vagarosamente, de modo que ocorresse a formação de duas fases: orgânica (inferior) e aquosa (superior), depois disso, foi coletada a fase inferior para um recipiente (erlenmeyer). Este procedimento se repetiu por duas vezes.

Após este processo, adicionou-se a fase orgânica cloreto de cálcio e agitou-se a mistura por 5 minutos.

Então,