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クロマトグラフィーの実験に関する質問です。

glo********さん

2011/6/723:33:29

クロマトグラフィーの実験に関する質問です。

茶葉に含まれるカフェインの抽出を行うんですが、まず最初の抽出液を作る段階で、

1.茶葉から浸出して抽出液を作った後、塩(今回はNaCl)を入れて飽和溶液を作る理由

2.その後溶液を塩基性にする理由

3.分液漏斗に移した後、有機溶媒(今回はCH3COOC2H5)を加えて振り混ぜる理由

この3点が分かりません。

質問が分かりにくいかもしれませんが、1つでもいいので教えてくれたらうれしいです

この質問は、活躍中のチエリアン・専門家に回答をリクエストしました。

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ベストアンサーに選ばれた回答

zui********さん

2011/6/801:03:12

大体のところは先の回答者さんの言う通りなのですが,補足をかねて回答いたしますので,参考にしてください.

まず最初にカフェインの性質から.カフェインは水に可溶性で,プリン骨格をもつアルカロイドです.また,温度を上げると溶水への解度も上がりますので,お茶や紅茶といった飲料として利用されています.

では,この実験操作ですが,1で水で抽出しているのは,カフェインが水に可溶性である性質を利用していて,カフェインの他に茶葉に含まれる水に可溶性の成分を水に溶出させて取り出しています.その後,NaClで飽和しているのは,塩析と言う操作です.これは,塩濃度が高くなると有機化合物が水への溶解しにくくなることを利用して,カフェイン等の有機化合物の水への溶解度を下げ,有機溶媒へ分配(溶解)されやすくしています.

2で塩基性にしているのは,最初に書いたとおり,カフェインはアルカロイド(塩基性物質)ですから,酸性では塩となるので水に溶解しやすく,逆に塩基性では遊離塩基となり水に溶解しにくくなるので塩基性にしています.さらに,この抽出液中にはタンニンなどの酸性物質も含まれるので,これらを塩とることで水への溶解度を上げています.

このように1と2の操作で塩基性のと中性物質はより有機溶媒に分配され易くなっていますので,3で水と有機溶媒の液-液抽出(分液)を行って,酸性物質を取り除き,中性と塩基性物質にしています.また,酢酸エチルを使っているのは,カフェインが酢酸エチルに可溶性だからです.

液-液抽出の操作では,取り出したい目的の物質のが塩基性か酸性か或いは中性かということを見極めることは非常に重要ですし,個々の実験操作の意味をしっかりと理解することは非常に良いことでこれから実験していく基礎になりますのでしっかりと理解していってください.

ベストアンサー以外の回答

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rin********さん

リクエストマッチ

2011/6/800:06:12

1.
続く溶媒抽出の際にカフェインが水に溶けにくくするためです。
水に溶けやすいNaClを水層に飽和させておくことで、
カフェインの水への溶解度を落としておきます。
こうすることで、カフェインは水層から油層に移りやすくなります。

2.
カフェインが水層に溶けにくくするためです。(油層に移りやすくするため)
カフェインは分子内の窒素が水と水素結合することで水に溶解しますが、
pHが高くなるとOH-との競合に負けて水素結合できなくなり、
結果水への溶解度が低下します。

3.
カフェインは溶媒で抽出するためです。
振り混ぜることで油溶性のカフェインが水層(お茶)から溶媒層に抽出されます。
1、2の操作はこれがスムーズに起こるための処理です。

win********さん

2011/6/723:54:10

カフェインは水に溶かしても電離せず、電気的に中性のままで残っています。電気的に中性に近い有機溶媒のCH3COOC2H5の方に溶けやすく、水には溶けにくいです。

3、したがって抽出の時は水と混ざらない有機溶媒を入れて、振り混ぜ、水の層からCH3COOC2H5の層へカフェインを移動させて、カフェインをとりだします。ちなみにこれは基本的な抽出操作なので、どうして移動するかについてきちんと押さえておくのが重要です。

1、上で書いたようにカフェインは中世に近いので、電荷をもったNa+などと混じりにくいのです。有機物のCH3COOC2H5を水溶液に加えて、CH3COOC2H5の層にカフェインをとりだす時、水の中にカフェインと相性の悪いNa+やCl-等のイオンが多くいることで、水からCH3COOC2H5層に移るカフェインの量を多くすることができます。
カフェインは、通常の紅茶やコーヒーでは数重ミリグラム/200mlぐらいなので、なるべく多くの量をとりだしたいわけです。



2、おそらく塩基性にすることで色素をイオン化して、カフェインと分けるためだと思います。

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