카페인의 추출과 분리

카페인의 추출과 분리

1. 목적 (Purpose)
분별 깔대기를 이용하여 밀도가 다르고 서로 섞이지 않는 두 액체를 분리하고 감압장치를 이용하여 액체 속에 녹아있는 고체를 얻어낼 수 있다. 이런 과정을 통해 추출의 원리를 이해한다.

2. 원리 ( Introduction)
자연에 존재하는 화합물이나 실험실에서 합성한 화합물은 다른 화합물과 섞여있는 혼합물인 상태가 대부분이다. 화학실험에서 사용되는 분리 방법에는 침전, 여과, 확산, 원심분리, 증류, 추출, 전기영동 등 여러 방법이 있고, 추출은 흔히 사용되는 분리법 중 하나다. 이전의 실험에서도 크로마토그래피의 방법을 사용하여 화합물을 분리한 적이 있다.
추출은 화합물의 특성에 따라 극성 또는 비극성용매에 녹는 정도의 차이를 이용한 분리방법으로 일상생활에서도 널리 쓰인다. 한약재를 물에 넣고 끓여 뜨거운 물에 잘 녹는 성분을 추출하는 방법, 차를 EM거운 물에 우려 마시는 방법 등등이 추출이 일상생활에서 사용되는 예다. 일상생활 외에 실험실에서도 화합물이 물과 유기용매에 녹는 특성의 차이를 이용한 추출법을 많이 사용한다.
물에 잘 녹지 않고 유기용매에 잘 녹는 유기물은 물과 섞이지 않는 유기용매를 사용하여 유기용매 층으로 추출할 수 있다. 헥산, 에테르, 에틸 아세테이트처럼 물보다 밀도가 작은 유기용매는 물 위층에 놓이게 되고, 메틸렌 클로라이드와 같이 물보다 밀도가 큰 유기용매는 물 아래층에 놓이게 된다. 물과 유기용매가 들어있는 분별 깔대기를 잘 흔든 후 놓아두면 용질이 두 용매 사이에서 평형을 이루게 된다. 이 때, 물과 유기 층에서의 용질의 농도비를 분배계수 K라 한다.
K = (용매A에서의 용해도)/(용매 B에서의 용해도)
이번 실험에서는 홍차 속에 포함되어 있는 카페인을 추출, 분리한다. 카페인을 뜨거운 물로 추출한 다음 유기용매(메틸렌 클로라이드)를 이용하여 분별 깔대기에서 카페인을 재추출하여 용매를 증발시킨 후 카페인의 결정을 관찰한다.

3. 기구 (Apparatus )
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[hwp/pdf]카페인의 추출과 분리