TP Chimie 5 TS 2012-2013

Extraire la caféine du café

La caféine (1,3,7-triméthylxanthine) C8H10N4O2. La caféine pure est dangereuse car elle a un effet important sur l’organisme : insomnie, palpitations cardiaques, nausées, anxiété, polyurie. La dose létale estimée (quantité moyenne mortelle) est entre 5 et 10 g pour un adulte. Ne pas goûter la caféine pure ! Pris à forte dose, on peut considérer le café (et la caféine) comme une drogue. Le dichlorométhane est un solvant suspecté de provoquer le cancer à long terme. Afin de manipuler en toute sécurité, il est donc impératif de travailler sous hotte, avec l’équipement de protection habituel. Protocole d’extraction 1. Extraction solide-liquide par décoction Verser 25 g de café réduit en poudre dans le ballon de 250 mL. Ajouter 100 mL d’eau et 12,5 g de carbonate de calcium CaCO3. L’idéal est d’obtenir un pH de 9 (L’acide gallique présent dans le café sera sous une forme peu soluble dans le dichlorométhane lors de l’étape suivante). Munir le ballon du réfrigérant à boules, de façon à pouvoir chauffer sans perte de matière. Maintenir le mélange à ébullition douce durant deux heures. 1.1. Schéma, Légende. 1.2. Rôle du réfrigèrent, de la pierre ponce Document 1 : « Toutes les extractions consistent à utiliser habilement les différences de solubilité selon les molécules, la température ou les solvants, afin de sélectionner les espèces à extraire. Dans le cas présent, l'extraction est basée sur une propriété de la caféine, rencontrée chez de nombreuses molécules, qui est la suivante : la caféine est peu soluble dans l'eau froide (22 g/L à 25°C), mais l'est considérablement dans l'eau chaude (455 g/L à 65°C). De plus, cette molécule est très soluble dans plusieurs solvants organiques, dont le dichlorométhane utilisé ici (142 g/L à 25°C). Grâce à cette différence de solubilité selon la température, on réalise tout d'abord une décoction de la matière première solide, le café, dans l'eau bouillante. La caféine, alors