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SEPARAÇÃO DA CAFEÍNA DO CHÁ
O chá é uma solução preparada a partir de uma infusão de folhas ou flores na água. Para este efeito são normalmente utilizadas plantas aromáticas. O chá contém cafeína. A cafeína é uma droga (estimulante) inodora e de sabor amargo. Quando consumida, actua rapidamente, sendo os seus efeitos sentidos poucos minutos após o consumo. Ao actuar no sistema nervosos central, a cafeína acelera a entrada de oxigénio nos pulmões, torna a velocidade de metabolismo maior e acelera também o batimento cardíaco e o pulso, o que leva a um estado de maior "vigilância" e menos dormência e fatiga geral, além de outros efeitos. A cafeína é encontrada em muitas bebidas populares. Uma chávena de café contém cerca de 100mg de cafeína (o descafeínado 5mg ou menos), uma chávena de chá cerca de 50mg, entre outros. A cafeína é um composto alcalóide (substância orgânica azotada, de propriedades alcalinas), de formula química (C8H10N4O2) (é conhecida tecnicamente por «1,3,7 - trimetilxantina»). Durante a experiência, o clorofórmio é adicionado ao chá, visto que a cafeína se dissolve neste com maior facilidade do que na água, facilitando assim o processo de separação. O carbonato de cálcio é adicionado ao chá na primeira fase da experiência para melhorar o pH da mistura. O aquecimento é feito para melhorar ou facilitar a dissolução, e é feito em banho-maria de modo a evitar que a água do matraz se evapore. Nesta experiência foram utilizadas três operações unitárias: A filtração a baixa pressão, que consiste numa filtração "forçada", em que o líquido é "puxado" devido à baixa pressão gerada. A filtração por baixa pressão garante um melhor rendimento em termos de líquido recuperado, uma maior velocidade de filtração e ajuda à secagem da parte retida no papel de filtro (este último não apresenta qualquer vantagem para os objectivos da experiência). A extracção líquido/líquido consiste na repartição de um soluto em duas fases líquidas nas quais apresenta diferentes solubilidades. O líquido extractor é o solvente no qual o soluto é mais solúvel (nesta experiência, o clorofórmio), que deve ser imiscível com a água. Como tal, este deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo (o clorofórmio possui um ponto de ebulição de cerca de 61,3ºC), medida que facilita uma recuperação posterior do soluto e, obviamente, um bom rendimento ou eficiência . Existe uma constante de equilíbrio, denominada coeficiente de partilha (K) é dada pela fórmula:
A decantação é uma operação unitária, que se pode considerar como englobada na extracção líquido/líquido, que visa a separação de uma fase líquida de uma sólida, depositada no fundo de um recipiente ou a separação de duas fases líquidas. Nesta experiência foi feita uma separação de duas fases líquidas, a fase que contém a cafeína dissolvida no clorofórmio, da fase do chá. Numa ampola de decantação, na fase superior fica a fase menos densa, e na fase superior a fase mais densa. A destilação simples foi aqui utilizada porque se pretende separa um componente volátil de outro não volátil. De todas as técnicas de destilação, esta é a mais simples. Consiste praticamente apenas num aquecimento e numa condensação de vapores formados. |
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