Ich möchte gerne wissen wie man den Koffeingehalt im Kaffee bestimmt.
Es stehen mir nur Schulische Materialien zur verfügung und ich darf nicht mit gefährlichen Säuren arbeiten z.b Salzsäure, Schwefelsäure
picus48
Beste Antwort
Eine einfache Methode beruht auf den Lösungseigenschaften des Koffeins.
Löslichkeiten aus Wikipedia:
Wasser bei Normaltemperatur: 21,74 g/l
Wasser bei 80 °C: 181,82 g/l
Ethanol bei Normaltemperatur: 15,15 g/l
Ethanol bei 60 °C: 45,45 g/l
Aceton: 20,00 g/l
Chloroform: 181,82 g/l
Eine grobe Gehaltsbestimmung kann daher wie folgt aussehen:
1. Kaffepulver abwiegen
2. Mit kochendem Wasser (am besten in einer Soxleth-Apparatur) extrahieren.
3. Kalten wässrigen Extrakt (Kaffee) mehrfach mit kleinen Portionen Chloroform im Scheidetrichter ausschütteln.
4. Chloroformextrakte vereinigen und über Natriumsulfat trocknen.
5. Filtrieren und am Rotationsverdampfer einrotieren. (Alternativ das Chloroform bei Raumtemperatur abdampfen lassen).
6. Trockenen Rückstand (hauptsächlich Koffein) auswiegen.
7. Koffeingehalt in Prozent = Gewicht Rückstand X 100/ Einwaage Kaffeepulver (Gravimetrie). Alternativ kann man den Gehalt an Koffein in der Chloroformlösung auch am Photometer bestimmen. Ähnliche Substanzen wie Theobromin oder Theophyllin werden bei der Analyse ohne chromatographische Auftrennung mit erfasst!
Mit der beschriebenen Methode wird man keine 100 % genaue Gehaltsbestimmung erreichen. Hier sind chromatographische Verfahren gefragt wie HPLC oder auch GC.
Bei der nochmaligen Durchsicht fällt mir auf, dass bei Wiki für Wasser 80°C und Chloroform dieselben Zahlenwerte stehen. Das ist möglicherweise ein Fehler (wäre ein sehr unwahrscheinlicher Zufall wenn wahr).
@ folke k
Vielen Dank für die Blumen! :-)))
folke k
Das ist aber schade, dass Du keine "gefährlichen" Säuren nehmen darfst.
Gefährlich ist nur das, was man nicht kennt. Mal ernsthaft, was sind denn schulische Materialien? IN meiner schule hatten wir alles, was das herz begehrt. Wir konnten solche sachen auch selber unter Aufsicht des Lehrers an zwei nachmittagen in der Woche ausprobieren.
Eine schöne Anleitung für die Extraktion von Koffein aus Tee (weitaus höherer Gehalt) findest Du in:
Gattermann, Wieland: Die Praxis des organischen Chemikers, De Gruyter, Berlin.
Bitte eine ältere Auflage nehmen z.B. 1962, in den neuen steht das nicht mehr drin. Hier arbeitest Du aber mit verdünnnter Schwefelsäure.
Wenn Du die Anleitung haben möchtest bitte anmailen, ich kann sie dann einscannen. Alternativ kannst Du das Buch über die Fernleihe der Schulbibliothek bestellen.
Ansonsten ist die Anleitung von Picus nicht schlecht, das Koffein zu extrahieren. Das Problem ist wirklich, dass eine quantitative Bestimmung so nicht möglich ist. Das photometrische Verfahren von Robin in seinem letzten Link ist da erstens einfacher, zweitens für den Aufguss besser geeignet, sofern ihr in der Schule ein Photometer habt.
Du hast aber immer einen Restgehalt im Kaffeesatz.
@ Robin und Picus:
Meine Güte, eine Frage mit zwei kompetenten Antworten!!!!!!!!!
Ich bin erstaunt und mein Glaube an die Menschheit ist wieder hergestellt.
Robin
Das Problem bei Coffein, ist dass es eine zu schwache Base ist, die sich im wässrigen Medium nicht titrieren lässt (oder sehr schlecht). Ich bin auf eine Seite gestoÃen, auf der das ganze mit einer Titration im wasserfreien Medium erfolgt. Der Nachteil, du benötigst dazu eine Perchlorsäurelösung in Eisessig.
http://www.chemikalienlexikon.de/cheminfo/0160-lex.htm
Als zweites Verfahren wäre eine Dünnschichtchromatographie zu empfehlen. Die ist weniger "gefährlich" und sollte in der Schule doch wohl machbar sein. Nachteil hier: Du brauchst eine UV-Lampe zur Auswertung mit einer Wellenlänge von 254 nm. Ist aber vielleicht im Physiksaal irgendwo zu finden.
http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/09_04.htm
Da ich voraussetze, dass ihr keine HPLC besitzt, bleiben eig. nicht mehr Möglichkeiten. Du kannst ja mal ein bisschen Googeln. Sowas wie "Gehaltsbestimmung Coffein" sollte dich zu guten Ergebnissen führen.
Weiterhin habe ich ein Buch ausfindig gemacht, das du dir in einer gröÃeren Bibliothek beschaffen könntest.
http://www.springerlink.com/content/w368215j146h5160/
Ich hoffe, ich konnte dir weiterhelfen.
GruÃ, Robin