Exercices sur le dosage de la caféine - correction, Exercices de Chimie Organique. Université Bordeaux I
Renee88
Renee8822 April 2014

Exercices sur le dosage de la caféine - correction, Exercices de Chimie Organique. Université Bordeaux I

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Exercices de chimie sur le dosage de la caféine - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Extraction de la caféine, Préparation de solutions de caféine de différentes concentrations, Mesure d'absorba...
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Dosage de la caféine

11/2003 Nouvelle Calédonie Calculatrice interdite

EXERCICE I. DOSAGE DE LA CAFÉINE (4 PTS) Correction

1. Extraction de la caféine

1.1. étape 1: chauffage à reflux

Le réfrigérant permet de condenser la vapeur d'eau formée

lors du chauffage. L'eau redevient liquide et retombe dans le

ballon, ainsi le volume du mélange réactionnel reste constant.

L'arrivée d'eau se fait toujours par la partie inférieure du

réfrigérant.

1.2. La solubilité de la caféine augmente avec la température.

Ainsi en chauffant, on permet à la caféine de mieux se

dissoudre dans l'eau.

1.3. On mélange la solution aqueuse et le dichlorométhane dans

une ampoule à décanter.

La phase aqueuse possède une densité proche de 1, tandis que le

dichlorométhane possède une densité de 1,30.

La phase supérieure est la moins dense.

La phase aqueuse a été refroidie, la solubilité de la caféine est

redevenue faible. Tandis que la solubilité de la caféine est

importante dans le dichlorométhane. Donc la caféine passe de la

phase aqueuse à la phase organique (dichlorométhane).

1.4. On a procédé a une extraction liquide-liquide.

1.5. Le sulfate de magnésium anhydre réagit avec l'eau éventuellement encore présente dans la phase

organique. Il déshydrate la phase organique.

1.6. On peut procéder à une recristallisation. On dissout le solide, à chaud, dans un solvant. Puis on

refroidit l'ensemble, le solide précipite. On effectue ensuite une filtration sur büchner, le solide recueilli,

une fois séché, est alors plus pur.

2. Préparation de solutions de caféine de différentes concentrations

On procède à une dilution.

Solution mère: Solution fille:

t0 = 32 mg.L–1 t1 = 16 mg.L–1

V0 à prélever V1

Au cours de la dilution la masse de caféine se conserve, donc m0 = m1.

Soit t0.V0 = t1.V1

alors V0 = 1

0

t

t .V1

V0 = 16

32 .V1 finalement V0 = 0,50.V1.

Pour effectuer une dilution, il faut mesurer les volumes précisément à l'aide de verrerie jaugée.

On prélève à l'aide d'une pipette jaugée V0 = 5,0 mL de solution mère. La dilution sera effectuée dans une

fiole jaugée de volume V1 = 10,0 mL. (peu utilisée au Lycée mais ça existe!)

dichlorométhane

+ caféine

eau

3. Mesure d'absorbance

3.1.  < 400 nm, donc les radiations utilisées appartiennent au domaine des ultraviolets.

3.2. Sur la figure 2, on constate que la représentation graphique de l'absorbance en fonction de la

concentration est une droite passant par l'origine. Ce qui indique que A est proportionnelle à c.

La boisson 2 absorbant davantage la lumière de longueur d'onde 271nm, elle est donc plus concentrée en

caféine. Le café 2 sera plus excitant que le café 1.

3.3. Sur la figure 1, pour  = 271 nm on lit A = 0,5.

A l'aide de la figure 2, on en déduit que c = 16 mg.L–1.

3.4. Dans tous les cas, l'absorbance est proportionnelle à la concentration en caféine : A = k.c

Soit A = k271.c pour la droite n°2 et A = k228.c pour la droite à identifier.

D'après la figure 1, on constate qu'une solution de concentration donnée en caféine absorbe moins la

lumière dont  = 228 nm que celle dont  = 271 nm. Donc k228 < k271

Le coefficient directeur de la droite à identifier est plus faible que celui de la droite n°2.

La droite n°3 correspond à l'étalonnage effectué à 228 nm.

A = 0,5

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