La solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano, y la acetona entre 298 y 323 K

La acetona solubilidad la Solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano, y la acetona entre 298 y 323 K A. Shalmashi y
solubilidad en acetona

La solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano, y la acetona entre 298 y 323 K

A. Shalmashi y F. Golmohammad

Industrias químicas Departamento, Iraní de la Organización de Investigación para la Ciencia y la Tecnología (IROST), Teherán, Irán
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Resumen – La solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y acetona fueron medidos por un gravimetrical método de (298 a 323) K y la solubilidad de los datos se correlacionó frente a la temperatura. La solubilidad de la cafeína en cloroformo y diclorometano fue alta en comparación con otros disolventes

Palabras Clave – La Cafeína. La solubilidad. Los disolventes. La correlación.

La cafeína es un alcaloide, o de nitrógeno que contienen la sustancia, con la fórmula química C8H10N4O2. Pertenece al grupo de sustancias químicas conocidas como metilxantinas, que también incluye a las sustancias químicas estrechamente relacionadas, la teofilina y la teobromina. En su forma pura, la cafeína se produce como inodoro, blanco, lanudo masas, brillantes agujas o en polvo. Como con todas las metilxantinas cafeína tiene una baja solubilidad y por lo tanto es a menudo combinado con una amplia variedad de compuestos para formar complejos, tales como el doble de sal de benzoato de sodio, para fines de mayor solubilidad en bienes de consumo como bebidas gaseosas. Los primeros investigadores (Gürü y Içen, 2004) indican que la cafeína es un sistema nervioso central (SNC), estimulante, produce el efecto de que temporalmente amparo de la somnolencia, restaurar el estado de alerta y propiedades relajantes musculares. Las bebidas que contienen cafeína, como el café, el té, los refrescos y las bebidas energéticas gozan de gran popularidad. La cafeína es el mundo más ampliamente consumido sustancias psicoactivas. Se encuentra en las hojas y granos de la planta de café, en el té, yerba mate y guaraná bayas, y en pequeñas cantidades en el cacao, la nuez de kola y el Yaupon Holly. En general, la cafeína se encuentra en las semillas, hojas y frutos de más de 60 plantas, donde actúa como un pesticida natural que paraliza y mata a ciertos insectos alimentándose de ellas. En general, la cafeína se extrae de plantas tales como el cacao, el té y el café. El método se basa en la extracción de los filtrados de agua de la planta de sistemas por medio de los disolventes. La extracción de la cafeína es un importante proceso industrial y se puede realizar usando un número de diferentes tipos de disolventes. Resultados recientes (El-Din y Abu-Raiia, 1995; Treybal, 1968) demostraron que los procesos de extracción dependen de las plantas y solventes seleccionados. Por lo que es necesario conocer los datos de la solubilidad de la cafeína en agua y en disolventes orgánicos (tales como acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y acetona, etc). En este estudio, la solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y la acetona se han medido a partir de (298 a 323) K a presión atmosférica por un gravimetrical método y la solubilidad de los datos se correlacionó frente a la temperatura. La solubilidad experimental de la cafeína en agua, etanol y acetato de etilo se comparó con los datos de la literatura que se informó anteriormente (Bustamante et al., 2002).

La cafeína con fracción de la masa de la pureza de > 98.5 % (Merck, Darmstadt, Alemania) fue utilizado como obtenidos. Los disolventes orgánicos, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y acetona fueron de pureza analítica de grado y fueron comprados de Merck (Darmstadt, Alemania) y re-destilada, agua desionizada fue utilizado. Todos los productos químicos que se utilizaron sin purificación adicional.

La solubilidad de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y la acetona se midieron por el método gravimétrico, que informó de que a principios de investigador (Zhu, 2001). Para cada medición, un exceso de masa conocida de la cafeína se añadió a la masa de disolvente. Entonces, el equilibrio de la célula se calienta a la temperatura requerida con continua agitación. Para garantizar el equilibrio, sin disolver el sólido y la solución se deja reposar por 48 h antes del muestreo. Para cada medida, una cantidad excesiva de cafeína se añadió a la masa de disolvente. Entonces, el equilibrio de la célula se calienta a la temperatura requerida con continua agitación. Después de 48 h, la agitación fue detenido y la solución se mantuvo todavía durante 48 h. Luego, el exceso de sólidos se pudo observar en la parte inferior de equilibrio de las células. La muestra de la parte superior de la solución fue retirado con un adecuado calentado pipeta a otro pesaba vial. El frasco se cierra herméticamente y se pesaron para determinar la masa de la muestra. Entonces, el frasco se coloca en un horno para que se evapore el disolvente. Después de la evaporación del disolvente, el vial se seca durante 5 h y volver a pesar para determinar la masa del sólido. Por lo tanto, la concentración de sólidos de la muestra puede ser determinada. Toda la solubilidad de los experimentos se llevaron a cabo seis veces para comprobar la reproducibilidad.

La fracción molar de solubilidad x de la cafeína en el agua, acetato de etilo, etanol, tetracloruro de carbono, metanol, cloroformo, diclorometano y la acetona se midieron a partir de (298 a 323) K y se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1. Fracción molar de la Solubilidad de la cafeína en Ocho Solventes Entre (293 a 323) K

Como se muestra en la Fig. 1 la fracción molar de solubilidad x de la cafeína se correlacionó como una función de la temperatura de la siguiente manera


Fig. 1. Solubilidad x de la cafeína como una función de la temperatura en: – agua,; , metanol; Δ, etanol; ▲, el Tetracloruro de Carbono; □, Cloroformo; ■, acetona; acetato de etilo; o, Diclorometano, las líneas continuas son los valores de Eq. 1 con los coeficientes de la Tabla 2.

Tabla 2. Un y B, los Valores y la Raíz Cuadrada Media de las Desviaciones (σ) de la medida de la Solubilidad de los Resultados Calculados

Los parámetros de Un y B para que los solventes y la raíz cuadrada de la media aritmética de las desviaciones aparecen en la Tabla 2. La raíz cuadrada de la media aritmética de las desviaciones (σ) se define como:

donde, xci y xi son calculados y experimentales fracción molar de solubilidad, respectivamente, y n es el número de puntos experimentales. La raíz cuadrada de la media aritmética de las desviaciones de calcula la solubilidad en el respeto de solubilidad experimental se reportan en la Tabla 2.

Dentro de la gama de temperaturas de las mediciones, la solubilidad de la cafeína en los solventes que se incrementa con un aumento en la temperatura. La solubilidad experimental ofcaffeine en agua, etanol y acetato de etilo se comparó con los datos de la literatura se muestra en la Fig. 2. Como puede verse, hay un acuerdo satisfactorio entre nuestros solubilidades de cafeína en agua, etanol y acetato de etilo con los reportados en la literatura.


Fig. 2. Fracciones de las desviaciones Δx=xx (encendido) de la cafeína solubilidad a diferentes temperaturas en acetato de etilo, etanol, agua obtenidos en este trabajo, x, a partir de los valores de la literatura, x (encendido). acetato de etilo. Δ, etanol. ×, agua.

La solubilidad de la cafeína disminuye en el orden del cloroformo, diclorometano, acetona, acetato de etilo, agua, metanol, etanol, y el tetracloruro de carbono. La solubilidad de la cafeína en cloroformo mostró un valor más alto que los de los otros solventes. Por lo tanto, el cloroformo es un mejor disolvente para separar y purificar la cafeína de soluciones.

La solubilidad de la cafeína como una función de la temperatura en el agua y el etanol en este trabajo se compararon con la cafeína+H2O+EtOH y etanol-acetato de etilo sistema de la literatura. Se demostró que la adición de etanol como co-solvente disminuye la solubilidad de la cafeína en el agua. Pero la adición de acetato de etilo como co-solvente aumenta la solubilidad de la cafeína en el etanol.

RECONOCIMIENTO
Este trabajo fue apoyado por irán de la Organización de Investigación para la Ciencia y la Tecnología (IROST).

REFERENCIAS
1. Bustamante, P., J. Navarro, S. Romero y B. Escalera, «Termodinámica origen de la solubilidad del perfil de las drogas en la muestra de uno o dos maxima contra la polaridad de humor acuoso y no acuoso de mezclas: el ácido niflúmico y la cafeína,» J. Pharm. Sci., 91, 874-883 (2002). [ Enlaces ]
2. El-Din, A. M. M. N. y S. H. Abu-Raiia, «estudio Tecnológico en la producción de té,» Egipcio J. Food Sci., 23, 241-245(1995). [ Links ]
3. Gürü, M. y H. Içen, «la Obtención de la cafeína del té turco de la fibra y la paja de los desechos,» Bioresour. Technol., 94, 17-19 (2004). [ Links ]
4. Treybal R. E., de transferencia de Masa operaciones; McGraw-Hill, Nueva York (1968). [ Links ]
5. Zhu, M. «la Solubilidad y densidad de la sal disódica hemiheptahydrate de la ceftriaxona en el agua + etanol en las mezclas,» J. Chem. Ing. De datos, 46, ph 175-176 (2001). [ Links ]

Recibido: 10 De Julio De 2009
Aceptado: 17 De Septiembre De 2009
Recomendado por el Sujeto Editor: Ricardo Gómez

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