카페인 추출 실험 보고서

1. 실험의 목적
1) 화합물의 분리왿� 정제에 사용되는 용매 추출법을 이용하여 고농축 카페인 음료로부터 카페인 추출할 수 있다.
2) 고카페인 함유 에너지 음료로 유명한 음료를 준비하여 함유된 카페인을 관찰한 결과를 알 수 있다.

2. 실험의 원리
1) 용매 추출법
물에 녹는 물질과 물에 안 녹는 물질(유기용매에 녹는 물질)을 분리할 때 용매 추출법을 이용한다. 서로 섞이지 않는 액체 혼합물을 시험관이나 깔때기에 넣고 가만히 두면 밀도 차이에 의해 두 액체가 분리된다. 콕을 열면 밀도가 큰 아래층의 액체가 먼저 나오게 되므로 분리해낼 수 있다.

2) 밀도 차이에 의한 분리
서로 다른 두 고체 물질을 밀도 차이에 의해 분리하려면 밀도가 두 고체의 중간인 액체를 이용한다. 고체가 그 액체보다 밀도가 크다면 가라앉을 것이고, 고체가 그 액체보다 밀도가 작으면 액체에 뜬다. 서로 섞이지 않는 액체 혼합물을 밀도 차이에 의해 분리하려면 분별 깔때기에 넣고 가만히 둔다. 밀도 차이에 의해 밀도가 큰 액체는 아래에, 밀도가 작은 액체는 위로 분리된다. 그 뒤 분별 깔때기의 콕을 열면 밀도가 큰 아래층의 액체가 나온다.

3) 염화 메틸렌 - 염화 메틸렌()의 경우, 무극성에 가까운 극성 물질이므로 극성 용매인 물과 잘 섞이지 않고, 카페인을 잘 녹여내며 다른 불순물을 잘 녹이지 않는다. 또한 같은 온도에서 물보다 염화 메틸렌 용액의 카페인 용해도가 더 높고 반응성이 작아 카페인과 화학 반응을 하지 않는다. 또한 염화 메틸렌은 밀도가 1.33으로, 1.0인 물보다 높아 밀도 차가 생기므로 분리를 할 수 있다. 따라서 층이 나뉜 두 용액을 흔들 때 고농축 카페인 용액에 포함되어 있던 카페인이 염화 메틸렌 용액으로 이동한다.

4) TLC 크로마토그래피 - 얇은 막 크로마토그래피(TLC 크로마토그래피) - 얇은 막 크로마토그래피는 시료가 정지상에 첨가되면, 용매왿� 함께 모세관 현상에 의해 정지상을 타고 올라가게 되고 그 속도의 차이에 따라 분리가 되는 현상이다. 정지상으로 실리카 젤이나 산화 알루미늄 등의 흡착성이 있는 물질로 얇게 코팅되어 있는 유리판을 사용한다. 이 흡착성의 얇은 막이 정지상으로 사용된다. 얇은 막 크로마토그래피는 반응의 진행정도를 모니터링하거나, 혼합물 속의 물질의 종류를 파악하거나, 물질의 순도를 확인할 때 사용된다.