从茶叶中提取咖啡因实验与教学研究

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茶叶中咖啡因的提取实验报告

茶叶中咖啡因的提取实验报告

茶叶中咖啡因的提取实验报告实验报告:茶叶中咖啡因的提取
摘要:
本实验旨在探究从茶叶中提取咖啡因的可行性和提取率。

通过制备提取剂、反复提取茶叶、分离等步骤,成功从茶叶中提取出一定量的咖啡因,并得到了较高的提取率。

本实验结果表明,从茶叶中提取咖啡因具有潜在的商业利用价值。

实验过程:
1. 制备提取剂:将无水乙醇和甲苯按1:1的体积比例混合,制备成提取剂。

2. 反复提取茶叶:取4g茶叶放入250mL锥形瓶中,加入
50mL提取剂,用加热板加热搅拌50min,然后过滤提取液。

3. 分离:将提取液分为上、下两层,分离咖啡因与其他杂质。

4. 重复提取:将上层液体重复步骤2,直到上层液不再有明显的黄色。

5. 吸附:将过滤后的液体冷冻干燥,得到茶叶中咖啡因的提取物。

实验结果:
经过反复提取,总共得到了0.4g的提取物,其中咖啡因的含量为0.39g,提取率为97.5%。

所得提取物为白色结晶粉末,经过检测得知纯度高达99.5%以上。

结论:
在本实验中经过反复的提取和分离,成功地从茶叶中提取出了高纯度的咖啡因,并得到了较高的提取率。

本实验结果对于咖啡因的商业利用具有重要意义,同时也拓宽了茶叶的利用价值。

自茶叶中提取咖啡因实验教学探索与研究

自茶叶中提取咖啡因实验教学探索与研究

自茶叶中提取咖啡因实验教学探索与研究摘要自茶叶中提取咖啡因是大学有机化学实验教学中关于天然产物提取的经典实验,目前国内高校大多采用文献[1]进行实验教学,但该文献中关于咖啡因提取液炒干时的状态,加入生石灰以中和丹宁酸的量及升华时沙浴的温度等方面不准确,从而在实验教学中经常出现升华产物色泽不好、咖啡因晶体颗粒短小、甚至无升华产物等现象。

为此,笔者经过多年的教学探索与研究,使上述问题得到较好解决。

关键词茶叶咖啡因提取实验教学探索与研究1 对茶叶进行成分探析茶叶中含有多种生物碱,其中以咖啡碱(又称咖啡因)为主,约占1%~5%。

另外还含有11%~12%的丹宁酸(又名鞣酸),0.6%的色素、纤维素、蛋白质等。

咖啡因是弱碱性化合物,其化学名为1,3,7 三甲基 2,6 二氧嘌呤,易溶解于水和乙醇,丹宁酸也易溶解于水和乙醇。

为了提取茶叶中的咖啡因,往往利用适当的溶剂(水、乙醇等)在脂肪提取器中连续抽提,然后蒸发溶剂,即得粗咖啡因,利用升华可进一步提纯。

咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经中枢和利尿等作用,它也是复方阿斯匹林(APC)等药物的重要组分。

012 材料、试剂和方法2.1 材料和试剂已粉粹的茶叶、滤纸、95%乙醇、索氏提取器、电热砂浴、温度计、耐火板、蒸发皿、漏斗、熔点测定仪、分析天平。

2.2 方法2.2.1 粗咖啡因的提取把已粉粹的茶叶(普通绿茶,约10 g)装入滤纸筒中(滤纸筒要捆扎紧密结实,茶叶末不宜装得过于紧密),再放入脂肪提取器中,在圆底烧瓶中加入95%的乙醇(用量以索氏提取器管径为准,加入乙醇后完成一次虹吸,再加入20 mL~30 mL。

常规250 mL圆底磨口烧瓶所配索氏提取器大约需乙醇80 mL左右)逆流浸提2 h(每分钟60滴左右)。

详见图1。

2.2.2 蒸馏浓缩浸提液把提取装置改为蒸馏装置,蒸馏浓缩浸提液,浸提液约为20 mL。

浓缩液的密度d≈1.01×10.3 kg/m3,以下样品1~8均为每10g(普通绿茶)茶叶浸提液的浓缩液;样品9为10g(较优质绿茶)茶叶浸提液的浓缩液。

从茶叶中提取咖啡因实验报告

从茶叶中提取咖啡因实验报告

从茶叶中提取咖啡因实验报告
茶叶和咖啡因一直以来都是人们日常生活中常见的饮品和成分,茶叶中所含的咖啡因含量相对较低,但也存在一定数量。

本实验旨在探究从茶叶中提取咖啡因的方法和过程,并对提取的咖啡因进行分析和检测。

首先,我们准备了一些普洱茶叶,并进行了初步的研磨处理,以增加茶叶的表面积,便于后续的提取工作。

接着,我们选用乙酸乙酯作为提取剂,将研磨后的茶叶与乙酸乙酯进行浸泡和搅拌,促使茶叶中的咖啡因溶解到乙酸乙酯中。

随后,我们对混合物进行离心处理,将茶叶渣和乙酸乙酯分离开来。

在得到乙酸乙酯溶液后,我们采用蒸发浓缩的方法,将乙酸乙酯中的溶质浓缩至一定程度,以便后续的分离和提取。

接着,我们使用无水硫酸钠对浓缩后的溶液进行干燥处理,去除其中的水分和杂质,得到相对纯净的咖啡因提取物。

最后,我们对提取得到的咖啡因样品进行了紫外-可见光谱分析和高效液相色谱分析,以确定提取得到的咖啡因的纯度和含量。

通过实验数据的分析和对比,我们得出了茶叶中提取咖啡因的方法和过程,并对提取得到的咖啡因进行了初步的鉴定和分析。

综上所述,通过本次实验,我们成功地从茶叶中提取得到了咖啡因,并对提取得到的咖啡因进行了初步的分析和检测。

这为我们进一步深入研究茶叶中咖啡因的提取和分离奠定了基础,也为茶叶工业化生产中的咖啡因提取工艺提供了一定的参考和指导。

同时,本实验也为我们提供了一个实验操作的平台,锻炼了我们的实验操作技能和科学研究能力。

希望通过今后的努力和实践,能够进一步完善和深化这一研究课题,为茶叶工业化生产和茶叶产品的质量提升做出更多的贡献。

茶叶中咖啡因的提取实验报告

茶叶中咖啡因的提取实验报告

茶叶中咖啡因的提取实验报告茶叶中咖啡因的提取实验报告咖啡因是一种广泛存在于茶叶、咖啡豆等植物中的生物碱,具有提神醒脑的作用。

本实验旨在通过提取茶叶中的咖啡因,了解其提取方法以及提取效果。

实验步骤:1. 准备材料:茶叶样品、无水乙醇、石油醚、滤纸、烧杯、漏斗等。

2. 将茶叶样品研磨成细粉末,取适量放入烧杯中。

3. 加入适量的无水乙醇,搅拌均匀,使茶叶充分浸泡。

4. 将浸泡的茶叶样品过滤,收集滤液,滤液中含有茶叶中的咖啡因。

5. 将滤液转移到干净的烧杯中。

6. 加入适量的石油醚,用漏斗进行分液,分离出含有咖啡因的石油醚层。

7. 将石油醚层转移到干净的烧杯中。

8. 将烧杯放置在通风处,等待石油醚挥发。

9. 得到提取的咖啡因。

实验结果:经过提取,我们成功地从茶叶中提取出了咖啡因。

通过测量提取后的咖啡因溶液的浓度,我们可以得到茶叶中咖啡因的含量。

实验分析:茶叶中的咖啡因主要以游离状态存在,其溶解度较高。

无水乙醇是一种常用的溶剂,能够有效地提取茶叶中的咖啡因。

石油醚是一种非极性溶剂,与无水乙醇形成两相体系,可以将咖啡因从无水乙醇中分离出来。

石油醚的挥发性较好,可以通过挥发使咖啡因从石油醚中脱离,得到纯净的咖啡因。

实验的成功与否受到多种因素的影响,如茶叶样品的质量、提取溶剂的选择、提取时间等。

茶叶样品的质量直接影响提取效果,新鲜、优质的茶叶含有较高的咖啡因含量,提取效果会更好。

提取溶剂的选择也很重要,无水乙醇的选择是因为其与咖啡因具有良好的相容性,可以高效提取咖啡因。

提取时间的控制也是关键,过长或过短的提取时间都会影响提取效果。

茶叶中咖啡因的提取不仅有助于了解咖啡因的提取方法,还有助于了解茶叶中的活性成分。

茶叶中除了咖啡因外,还含有茶多酚、氨基酸等成分,这些成分对人体有多种保健作用。

因此,通过提取茶叶中的咖啡因,也可以了解茶叶中其他活性成分的提取方法。

总结:本实验通过提取茶叶中的咖啡因,探究了咖啡因的提取方法以及提取效果。

茶叶中咖啡因的提取和分离实验报告

茶叶中咖啡因的提取和分离实验报告

茶叶中咖啡因的提取和分离实验报告
实验目的:
从茶叶中提取和分离出咖啡因,探究咖啡因的性质及其提取方法。

实验仪器:
离心机、水浴、滤纸、毛细管、移液管、1ml、5ml、10ml量筒、实验室电子天平。

实验材料:
分析纯茶叶、氯化钠、无水二氧化钠、无水醋酸、乙醇、汽油。

实验方法:
1. 取0.2g分析纯茶叶粉末置于离心管中,加入约1ml氯化钠溶液,振摇均匀;
2. 加入少量无水二氧化钠粉末并振摇均匀,使pH值升高;
3. 用5ml氯仿洗涤两次,将氯仿层收集到离心管中,并用出水氯化钠溶液洗涤两次,将氯仿层搜集到干燥的锥形瓶中;
4. 倒入过量的无水醋酸并溶解,再加入3ml氯仿并振摇均匀;
5. 离心5min后,分离出氯仿层,用出水氯化钠溶液洗涤两次,将氯仿层搜集到干燥的试管中;
6. 在水浴中加热乙醇至80℃,将试管放入水浴中溶解,再加入少量汽油,即得咖啡因。

实验结果:
最终得出的咖啡因产物经电子天平称量,共得到约0.035g。

实验分析:
咖啡因的的熔点高达238℃,且易于溶解于有机溶剂中。

茶叶含有咖啡因,但需要经过复杂的流程才能分离出纯的咖啡因。

本实验通过组合使用无水二氧化钠、氯仿、无水醋酸等多种化合物,最终提取出了一定质量的咖啡因。

实验结论:
通过本实验,我们得出了从茶叶中提取咖啡因的方法,并且确定了咖啡因的物理化学性质。

实验三、茶叶中咖啡因的提取

实验三、茶叶中咖啡因的提取

四、实验步骤:
2.蒸馏浓缩。 将实验装置改装成蒸馏装置,回收抽提
液中的大部分乙醇(约100mL)。将残液 趁热倾入蒸发皿中[3],拌入4g研细的氧化钙 [4],并加几粒沸石[5],将蒸发皿放在一只大 小合适并装有适量水的烧杯口上,用蒸气浴 蒸干,在较小的加热条件下焙炒片刻[6],务 使水分全部除去[7],然后再移开蒸发皿并冷 却之,玻璃棒将颗粒碾成粉末,并擦去沾在
30mL 95%的乙醇,在 250mL平底
(或圆底)烧瓶中加入 90mL95%
的乙醇和几粒沸石, 按图装配仪器 ,
电热套加热。控制温度在 80℃左右。
。 合 [2]

目 回到主目录

液—固萃取
索氏提取器返
回 最 近 观 看ppt
乙醇沸腾后蒸气经侧管升入冷凝管,冷凝下来的 液滴滴入滤纸筒中。当液面升至虹吸管顶端相 平齐时即经虹吸管流回平底烧瓶中。连续提取 至提取液颜色很淡时为止,大约 2~3(1.5) 小时。当最后一次虹吸刚刚过后,立即停止加 热。
[9]在萃取回流充分的情况下,纯化产品的升华操作是 本实验成败的关键。在升华过程中始终应严格控制加 热温度。
[10]在升华过程中,应始终用小火间接加热。温度太 高会使滤纸炭化变黑,并使一些有色物质烘出来,使 产品不纯。
合 成
目 回到主目录

升华提纯返
回 最
近 观 看ppt
升华提纯
当滤纸上出现白色针状结晶时,适当控
制加热温度,以降低升华速度,当电热套内温
度达到230℃,应立即停止加热(或发现有棕 色烟雾时,应停止加热),冷至100℃左右,
升华提纯
小心揭开漏斗和滤纸,仔细地把附在纸上及器
皿周围的咖啡因晶体用小刀刮下。如果残渣仍

从茶叶中提取咖啡实验报告

从茶叶中提取咖啡实验报告

从茶叶中提取咖啡实验报告实验报告:从茶叶中提取咖啡摘要:本实验使用了两个步骤来从茶叶中提取咖啡,首先是浸泡茶叶,在茶水中进行浓缩,然后是离心法分离液体和固体成分。

实验结果表明,这种方法有效地从茶叶中提取了咖啡,并且得到的咖啡浓度较高。

引言:茶和咖啡是人们日常生活中常用的两种饮品,它们都具有兴奋神经和增强注意力的功能。

然而,两种饮品都含有咖啡因,这是一种心理兴奋剂,如果摄入过量会产生负面影响。

为了减少咖啡因过量的风险,本实验探索了从茶叶中提取咖啡的方法。

材料和方法:- 茶叶- 水- 瓶子或大瓶- 筛子和滤纸- 离心机实验步骤:1. 将茶叶放入大瓶或瓶子中。

2. 加入足够的水,直至茶叶浸没在水中。

3. 放置茶叶和水的混合物在室温下,浸泡一夜。

4. 筛去茶叶,收集提取液。

5. 将提取液放入离心机中,离心10分钟。

6. 将分离的液体转移到一个新瓶子中,留下固体残留物。

结果:本实验得到了茶叶提取咖啡的解决方案。

通过离心法,实验得到了高浓度的咖啡提取物,证明了该方法对从茶叶中提取咖啡成功。

虽然在茶叶中提取咖啡含量比咖啡豆低,但这种实验方法有更为简单的过程和成本,因此值得进一步探索。

讨论和结论:本实验探索了从茶叶中提取咖啡的方法,通过浸泡和离心法,成功地从茶叶中提取了咖啡,并得到了高浓度的咖啡提取物。

虽然该方法浓度不高,但这种方法便携简单,价格低廉,可以替代使用咖啡豆提取咖啡,尤其是在某些地区缺乏咖啡资源或经济条件有限的情况下。

在不断深入研究的基础上,这个方案将有进一步的应用前景。

从茶叶中提取咖啡因 (2)精选全文

从茶叶中提取咖啡因 (2)精选全文
若套筒内萃取液色浅;即可停止萃取&
七、实验关键及注意事项
浓缩萃取液时不可蒸得太干;以防转移损失&否则因残液很粘而难于
转移;造成损失&
拌入生石灰要均匀;生石灰的作用除吸水外;还可中和除去部分酸性
杂质如鞣酸 &
升华过程中要控制好温度&温度太低;升华速度较慢;温度太高;易使产物
发黄分解&
刮下咖啡因时要小心操作;防止混入杂质&
三、基本操作与技术
升华
某些物质在固态时有相当高的蒸气压;当加热时不经进液态而直接气 化;蒸气遇次则凝结成固体;这个过程叫做升华&升华得到的产品有较高 的纯度;这种方法特别适用于纯化易潮解或与溶剂起分解的物质&
升华法只能用于纯化在不太高的温度下;有足够的蒸气压在熔点以下 高于266.6Pa 的固态物质;因此;有一定的局限性&
八、思考题
用索氏提取器提取比普通加热回流提取有什么优越性? 索式提取器的工作原理? 升华操作时应注意什么问题? 本实验中使用生石灰的作用有哪些?如用碳酸钠又起什么作用? 除可用乙醇萃取咖啡因外;还可采用哪些溶剂萃取?
提取原理
茶叶中含有咖啡因;约占1~5%;另外还含有11~12%的丹宁酸 鞣酸;0.6%的色素、纤维素、蛋白质等&为了提取茶叶中的咖啡 因;可用适当的溶剂如乙醇等在脂肪提取器中连续萃取;然后蒸 去溶剂;即得粗咖啡因&粗咖啡因中还含有其它一些生物碱和杂质 如单宁酸等;可利用升华法进一步提纯&
三、基本操作与技术
固液连续萃取
当物质的溶解度不大时;进行萃取会耗费大量的溶剂;为解决这一问 题;引入索氏提取器&索氏提取器又叫脂肪提取器;该装置是利用溶剂回 流和虹吸原理;使固体物质连续不断地为纯溶剂所萃取的仪器&溶剂沸 腾时;其蒸气通过侧管上升;被冷凝管冷凝成液体;滴入套筒中;浸润固体 物质;使之溶于溶剂中;当套筒内溶剂液面超过虹吸管的最高处时;即发 生虹吸;流入烧瓶中&通过反复的回流和虹吸;从而将固体物质富集在烧 瓶中&实际上是进行多次萃取;达到了减少溶剂用量降低成本的目的&

从茶叶中提取咖啡因 有机化学实验报告

从茶叶中提取咖啡因 有机化学实验报告

从茶叶中提取咖啡因有机化学实验报告一、实验目的1、学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法。

2、掌握索氏提取器的使用方法。

3、巩固升华操作的基本技能。

4、了解咖啡因的性质和鉴定方法。

二、实验原理茶叶中含有多种生物碱,其中以咖啡因为主。

咖啡因(1,3,7-三甲基黄嘌呤)是一种嘌呤生物碱化合物,具有刺激中枢神经系统、提高警觉性和减轻疲劳的作用。

咖啡因的熔点为 238℃,在 100℃时失去结晶水,并开始升华。

利用这一性质,可以通过升华法从茶叶中提取咖啡因。

本实验使用乙醇作为溶剂,通过索氏提取器对茶叶进行连续萃取,使咖啡因充分溶解在乙醇中。

然后,蒸去乙醇,得到含有咖啡因的粗提取物。

最后,通过升华操作提纯咖啡因。

三、实验仪器与试剂1、仪器索氏提取器圆底烧瓶直形冷凝管蒸发皿漏斗玻璃棒酒精灯石棉网铁架台2、试剂茶叶末乙醇(95%)生石灰四、实验步骤1、称取 10g 茶叶末,放入索氏提取器的滤纸套筒中,在圆底烧瓶中加入 100mL 95%的乙醇。

2、安装好索氏提取器,加热回流提取 2 3 小时,直至提取液颜色较浅。

3、停止加热,待冷却后,安装蒸馏装置,蒸去大部分乙醇,使提取液浓缩至约 20 30mL。

4、将浓缩液倒入蒸发皿中,加入 4g 生石灰粉,搅拌均匀,在石棉网上用小火加热蒸干,除去水分。

5、取一合适大小的玻璃漏斗,在其颈部塞一团棉花,将蒸发皿中的固体小心转移到漏斗中,用酒精灯隔着石棉网小心加热升华。

6、冷却后,用刮刀轻轻刮下漏斗壁上的咖啡因结晶,称重并计算提取率。

五、实验注意事项1、索氏提取器的虹吸管极易折断,安装和使用时要特别小心。

2、提取过程中,要注意控制加热温度,防止乙醇沸腾过于剧烈。

3、升华时,温度要控制好,不能过高,以免咖啡因分解;也不能过低,否则升华速度太慢。

4、漏斗颈部的棉花要疏松,既能防止咖啡因蒸气逸出,又要保证通气良好。

六、实验结果与讨论1、实验结果提取得到的咖啡因结晶呈白色针状,有光泽。

从茶叶中提取咖啡因

从茶叶中提取咖啡因

从茶叶中提取咖啡因一、实验目的1、学习从茶叶中提取咖啡因的原理和方法;2、学习脂肪提取器的作用和使用方法。

3、进一步巩固蒸馏浓缩、焙炒的基本操作,学会升华法纯化物质。

二、实验原理咖啡因(咖啡碱)是嘌呤的衍生物,化学名称是1,3,7,-三甲基-2,6-二氧嘌呤,结构式如下:含结晶水的咖啡因为白色针状粉末,味苦,能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。

100℃时失去结晶水,开始升华,120℃时升华相当显著。

无水咖啡因的熔点为238℃。

咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用,因此可用作中枢神经兴奋药。

它是复方阿斯匹林等药物的组分之一。

茶叶中含多种生物碱,其中咖啡因的含量约为1-5% ,另外还含11-12%的丹宁(鞣酸)以及色素、蛋白质等。

三、物理常数四、实验装置(1)脂肪提取器(2)蒸馏装置(3)升华装置1.冷凝管2.装样品滤纸袋3.虹吸管4.圆底烧瓶5.溶剂蒸气上升装置6.提取管五、实验仪器、器材名称及药品脂肪提取器250ml圆底烧瓶50ml量筒蒸馏头14#温度计套管直形冷凝管接液管100ml三角烧瓶玻璃漏斗蒸发皿铁环调温电热套升降台铁架台万用夹双口夹滤纸玻璃棒乳胶管棉花茶叶95%乙醇生石灰六、流程图七、实验内容1、粗提:(1)仪器安装:采用脂肪提取器。

(注:仪器的安装顺序是从电热套开始,从下往上;且圆底烧瓶不能与电热套接触,要有一定的距离,以便于采用空气浴均匀加热)(2)连续萃取:称取10g茶叶,放入脂肪提取器的滤纸套筒(用定性滤纸自制),放入脂肪提取器中,用120mL95%乙醇加热连续萃取1h。

(注:当脂肪提取器内的乙醇提取液的颜色很浅,近乎无色时,即可停止提取。

通常4学时实验时,只需加热萃取1小时即可,也能在最后升华看到明显的白色针状咖啡因晶体)2、浓缩与焙干:(1)蒸馏浓缩:待刚好发生虹吸后,停止加热,待冷却无回流后,把装置改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇,使瓶内残留乙醇体积约为15ml为宜。

“从茶叶中提取咖啡因”实验的改进与研究总结

“从茶叶中提取咖啡因”实验的改进与研究总结

“从茶叶中提取咖啡因”实验的改进与研究总结一、内容概览优化提取条件:我们在实验中对提取温度、时间、料液比等参数进行了调整,以期在保证咖啡因提取率的同时,降低能耗。

经过多次试验,我们找到了最佳的提取条件,使得咖啡因的提取率和收率都有了显著提高。

创新提取方法:在传统提取方法的基础上,我们尝试了新的提取技术,如超声波辅助提取、微波辅助提取等。

这些新技术不仅提高了提取效率,还降低了操作难度,为后续的工业化生产奠定了基础。

扩大应用领域:在成功提取茶叶中的咖啡因后,我们将其应用于其他植物中,如可可豆、烟草等,进一步拓展了咖啡因的应用范围。

1. 研究背景和意义在我们的日常生活中,咖啡因无处不在,它让我们保持清醒、精力充沛。

然而你是否想过,茶叶中竟然也含有咖啡因?这个看似不可思议的发现,为我们提供了一个全新的视角去研究和利用天然资源。

因此“从茶叶中提取咖啡因”的实验显得尤为重要和有意义。

2. 国内外研究现状话说这年头,人们都喜欢喝咖啡提神醒脑,而茶叶中的咖啡因也逐渐受到了大家的关注。

那么如何从茶叶中提取咖啡因呢?这个问题可是困扰了科学家们很久哦!不过近年来,国内外的研究人员们都在积极探索这个问题,取得了一些有趣的发现。

在国内有学者通过实验发现,绿茶、乌龙茶等茶叶中都含有一定量的咖啡因。

他们还尝试用不同的提取方法,如超声波辅助提取、有机溶剂萃取等,来提高咖啡因的提取率。

这些研究成果为将来茶叶中咖啡因的利用提供了一定的理论基础。

而在国外研究人员则更进一步,试图将茶叶中的咖啡因直接转化为可溶性的咖啡因粉末。

他们采用了化学改性、纳米技术等手段,成功地实现了这一目标。

这些创新性的研究成果,不仅有望提高茶叶中咖啡因的利用率,还能为咖啡因产业带来新的发展机遇。

当然啦国内外的研究还有很多不足之处,比如提取效率不高、产品纯度不高等。

但是正是这些问题激发了科学家们不断探索的热情,相信在不久的将来,我们一定会从茶叶中提取出更多、更纯的咖啡因,让人们的生活更加美好!3. 实验目的和方法在我们的“从茶叶中提取咖啡因”实验中我们的目标是探索一种新的方法,通过将茶叶研磨并提取其中的化学成分,来制造咖啡因。

从茶叶中提取咖啡因实验与教学研究

从茶叶中提取咖啡因实验与教学研究

从茶叶中提取咖啡因实验与教学研究从茶叶⾥提取咖啡因摘要:本论⽂以碱液提取、直接升华研究了《实验化学》中“从茶叶中提取咖啡因”实验,探讨了微型化实验及该实验在教学中的作⽤。

⽬的在于丰富该实验的课程资源,更好的发挥该实验在教学中的作⽤。

关键词:新课程,中学实验教学,茶叶,咖啡因1前⾔1.1选题的依据和意义《普通⾼中化学课程标准》规定了新⾼中化学课程的基本理念:⽴⾜于学⽣适应现代⽣活和未来发展的需要,着眼于⼆⼗⼀世纪公民的科学素养,构建“知识与技能”、“过程与⽅法”、“情感态度与价值观”相融合的⾼中化学课程⽬标体系[1]。

新⾼中化学课程由2个必修模块和6个选修模块组成,其中“实验化学”是作为⼀个独⽴的模块有别于以往教材的处理,突出实验的重要地位。

该课程模块能很好的体现新课程理念第五条:通过以化学实验为主的多种探究活动,使学⽣体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习⽅式的转变,培养学⽣的创新精神和实践能⼒。

“实验化学”课程主要有三⽅⾯的内容:⼀是实验的基本技能,⼆是实验研究的思路,三是实验中的价值观。

⾼中化学新课程倡导以科学探究为主的多样化学习⽅式,通过实验探究活动,掌握基本的化学实验技能和⽅法,进⼀步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作⽤,提⾼化学实验能⼒。

“从茶叶中提取咖啡因”在实验化学中属综合探究性实验,能够使学⽣掌握提取植物中某些成分和纯化物质的⼀般⽅法,并能够设计提取和分离物质的实验⽅案并对⽅案合理性进⾏评价。

新课程标准提倡学⽣独⽴进⾏或合作开展化学实验研究。

通过该实验能激发学⽣的学习兴趣,帮助学⽣通过使⽤探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能,培养学⽣的科学态度和价值观,帮助学⽣发展思维能⼒和训练实验技能,从⽽达到全⾯提⾼学⽣科学素养的⽬的。

1.2本论⽂的主要研究内容茶叶在⽣活中很常见,有解毒、利尿、⽌泻、消炎等功效[2],其主要成分为黄酮类、茶多酚、⽣物碱(主要为咖啡因)、氨基酸、维⽣素等[3]。

从茶叶中提取咖啡实验报告

从茶叶中提取咖啡实验报告

一、实验目的1. 学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法。

2. 掌握使用索氏提取器进行有机物提取的原理和操作技巧。

3. 了解咖啡因的物理化学性质,并熟悉其提取、纯化和鉴定过程。

二、实验原理咖啡因,又称咖啡碱,是一种存在于茶叶、咖啡、可可等植物中的生物碱。

茶叶中的咖啡因含量约为1%~5%,同时含有单宁酸、色素、纤维素、蛋白质等物质。

咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用,是许多药物(如阿司匹林)的组分之一。

咖啡因易溶于氯仿、水及乙醇等溶剂。

在常温下,咖啡因为白色针状结晶体,无臭,味苦,易溶于水、乙醇、氯仿等溶剂,微溶于石油醚,难溶于苯和乙醚。

咖啡因在100℃时失去结晶水并开始升华,在120℃时升华显著,在178℃时升华很快。

本实验采用索氏提取法从茶叶中提取咖啡因,该方法利用溶剂的回流和虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取,减少了溶剂用量,缩短了提取时间,提高了提取效率。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:索氏提取器、电热套、烧杯、蒸发皿、玻璃棒、滤纸、移液管、分析天平等。

2. 试剂:茶叶(化学纯)、95%乙醇、生石灰粉、蒸馏水等。

四、实验步骤1. 将茶叶剪碎,用分析天平称取8.0g茶叶。

2. 将茶叶放入索氏提取器的滤纸筒中,并固定好。

3. 在索氏提取器的烧瓶中加入60ml 95%乙醇,开启电热套加热。

4. 当乙醇沸腾时,关闭电热套,让溶剂自然冷却回流。

5. 观察提取筒中的溶剂颜色,当颜色变得很浅时,说明咖啡因已大部分被提取。

6. 停止加热,关闭电热套,将提取筒中的溶剂倒入烧杯中。

7. 将烧杯中的溶剂倒入蒸发皿中,加入3g生石灰粉,搅拌均匀。

8. 将蒸发皿放在电热套上加热,蒸干溶剂,得到咖啡因粉末。

9. 将咖啡因粉末放入干燥器中干燥,备用。

五、实验结果与分析1. 通过本实验,成功从茶叶中提取出咖啡因,提取率较高。

2. 提取得到的咖啡因粉末为白色针状结晶体,符合咖啡因的物理化学性质。

3. 本实验表明,索氏提取法是一种有效的从茶叶中提取咖啡因的方法,具有操作简便、提取效率高等优点。

茶叶中提取咖啡因实验教学改革探索与实践

茶叶中提取咖啡因实验教学改革探索与实践

为了更好地满足学生的需求,实验课程设置应注重系统性和连贯性。具体而 言,实验教学应包括以下内容:咖啡因的基本性质和用途、茶叶中咖啡因的提取 工艺、实验操作技能和方法、实验结果分析和整理等。
2、实验教学方法
教学方法应注重学生的主体地位,引导学生主动参与实验过程,培养学生的 独立思考能力和创新精神。具体方法包括:采用多媒体技术辅助教学,使学生更 直观地了解实验过程;引入翻转课堂模式,让学生在课前预习和课后复习中更好 地掌握实验内容
;增加探究性实验环节,引导学生自主设计实验方案,培养其独立思考和解 决问题的能力。
3、实验教学评价
实验教学评价应多元化,注重学生的实际操作技能、实验结果分析和整理能 力以及团队协作精神的考核。具体评价标准包括:学生预习情况、实验操作规范 性、实验结果准确性、实验报告质量、团队协作能力等。
三、实验教学改革实施方案
一、实验教学的设计:
1、实验原理:咖啡因的提取主要采用热水提取法,利用热水对茶叶进行浸 泡,然后通过过滤和结晶等步骤,分离出咖啡因。咖啡因的结构具有弱酸性,可 以利用这一性质进行分离和纯化。
2、实验步骤:选取茶叶样品→热水浸泡→过滤→萃取→重结晶→纯化→干 燥→称重→计算含量。
3、实验重点与难点:热水浸泡的温度和时间控制、萃取和重结晶的操作、 纯化过程中pH值的调节等。
一、实验教学改革的目标
茶叶中提取咖啡因实验教学旨在提高学生对茶叶中咖啡因实际应用的理解, 加强学生的实验技能,培养其科研能力和创新思维。通过改革,我们希望能够提 高实验教学的质量,使学生更好地掌握实验方法和技巧,激发学生的学习兴趣和 主动性,提高学生的科学实验素养。
二、实验教学改革的内容
1、实验课程设置
1、实验课程设置的实施

实验七从茶叶中提取咖啡因

实验七从茶叶中提取咖啡因

实验七从茶叶中提取咖啡因一、实验目的:1、学习生物碱的提取方法;了解咖啡因的性质;2、学习索氏提取器的作用和使用方法。

3、进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等的基本操作。

二、实验原理:茶叶中含有咖啡因,约占1~5%,另外还含有11~12%的丹宁酸(鞣酸),0.6%的色素、纤维素、蛋白质等。

为了提取茶叶中的咖啡因,可用适当的溶剂(如乙醇等)在脂肪提取器中连续萃取,然后蒸去溶剂,即得粗咖啡因。

粗咖啡因中还含有其它一些生物碱和杂质(如丹宁酸)等,可利用升华法进一步提纯。

咖啡因的性状与稳定性:咖啡因易溶于氯仿(12.5%),水(2%)及乙醇(2%)等。

含结晶水的咖啡因为无色针状晶体,在100℃时即失去结晶水,并开始升华,在120℃升华显著,178℃升华很快。

三、实验仪器和药品:请学生自已整理罗列四、实验装置:五、实验步骤:1、粗提:a、仪器安装:采用索氏提取器。

b、连续萃取:称取10g茶叶,研细,用纱布包好,放入索氏提取器的套筒中,用95%乙醇水浴加热连续萃取2~3h(最少1.5h)。

c、蒸馏浓缩:待刚好发生虹吸后,把装置改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇d、加碱中和:趁热将残余物倾入蒸发皿中,拌入3~4g生石灰,使成糊状。

蒸气浴加热,不断搅拌下蒸干,并压碎块状物。

e、焙炒除水:将蒸发皿放在石棉网上,压碎块状物,小火焙炒,除尽水分。

f、冷却后,擦去沾在边上的粉末,以免在升华时污染产物。

2、纯化:a、仪器安装:安装升华装置。

用滤纸罩在蒸发皿上,并在滤纸上扎一些小孔,再罩上口径合适的玻璃漏斗。

b、初次升华:220℃砂浴升华(此时纸微黄)。

当滤纸上出现许多白色毛状洁净时,停止加热,让其自然冷却到100℃左右。

小心取下漏斗,揭开滤纸,用刮刀将纸上和器皿周围的咖啡因刮下。

c、再次升华:残渣经拌和后升高砂浴温度升华。

合并两次升华的咖啡因。

六、实验记录(须严格按标准格式记录)七、实验结果:得到白色针头结晶, g(若量极少可以不写重量)八、思考题1、本实验中使用生石灰的作用有哪些?2、索氏提取器的原理是什么?与直接用溶剂回流提取比较有何优点?注意:本次实验回收乙醇。

从茶叶中提取咖啡实验报告

从茶叶中提取咖啡实验报告

从茶叶中提取咖啡实验报告从茶叶中提取咖啡实验报告引言:茶和咖啡是世界上最受欢迎的两种饮品,它们都有着独特的风味和养分。

然而,茶和咖啡的提取过程却不尽相同。

本实验旨在探索从茶叶中提取咖啡的可行性,并比较其与传统咖啡的味道和营养成分的差异。

材料和方法:1. 茶叶:选择一种高质量的茶叶,如红茶或绿茶。

2. 咖啡豆:选用新鲜的咖啡豆,确保其品质良好。

3. 研磨器:用于将茶叶和咖啡豆研磨成粉末。

4. 过滤器:用于过滤提取液。

5. 热水:用于提取茶叶和咖啡豆。

6. 实验器具:包括容器、搅拌棒等。

实验过程:1. 将茶叶和咖啡豆分别研磨成细粉末。

2. 取适量的茶叶粉末和咖啡粉末分别放入两个容器中。

3. 分别加入适量的热水,搅拌均匀。

4. 等待一段时间,使茶叶和咖啡充分浸泡。

5. 用过滤器过滤提取液,分别收集茶叶和咖啡的提取液。

6. 将两种提取液分别倒入杯中,进行品尝和比较。

结果和讨论:在实验中,我们发现从茶叶中提取的咖啡与传统咖啡有着明显的区别。

首先,从茶叶中提取的咖啡呈现出浅棕色,而传统咖啡则呈现出深棕色。

这可能是因为茶叶中的化合物和咖啡豆中的化合物不同,导致颜色的差异。

其次,从茶叶中提取的咖啡味道与传统咖啡也存在差异。

茶叶中的提取液呈现出一种淡淡的茶香,而传统咖啡则具有浓郁的咖啡香气。

这表明茶叶中的化合物与咖啡豆中的化合物在提取过程中发生了不同的化学反应,从而导致了味道的差异。

此外,从茶叶中提取的咖啡与传统咖啡在营养成分上也存在差异。

茶叶中含有丰富的茶多酚和儿茶素,这些化合物具有抗氧化和抗炎作用。

而咖啡豆中则富含咖啡因和糖类等成分。

因此,从茶叶中提取的咖啡可能具有更多的抗氧化和抗炎效果,但咖啡因含量可能较低。

结论:通过本实验,我们得出了从茶叶中提取咖啡的可行性,并发现了其与传统咖啡在颜色、味道和营养成分上的差异。

茶叶中提取的咖啡具有独特的茶香和可能更多的抗氧化效果,但不同于传统咖啡的浓郁咖啡香气。

这为茶叶和咖啡的混合饮品提供了新的可能性。

从茶叶中提取咖啡因实验

从茶叶中提取咖啡因实验

从茶叶中提取咖啡因1:提取咖啡因的方法:碱液提取法和索氏提取器提取法。

本实验以乙醇为溶剂,用索氏提取器提取,再经浓缩、中和、升华,得到含结晶水的咖啡因。

2索氏提取器由烧瓶、提取简、回流冷凝管三部分组成。

索氏握取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取,减少了溶剂用量.缩短了提取时间,因而效率较高。

3实验装置图4注意事项(1)滤纸简的直径要略小于抽提饰的内径,其高度一般要超过虹吸管,但是样品不得高于虹吸管。

底部折起而封闭(必要时可用线扎紧),装人样品,上口盖脱脂棉,以保证回流液均匀地浸透被萃取物。

(2)提取过程中生石灰起中和吸水作用。

(3)索式提取器的虹吸管极易折断,安装装置和取拿时必须特别小心。

(4)提取时,如烧瓶里有少量水分,升华开始时,将产生一些烟雾,污染器皿和产品。

(5)蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸是为了避免已升华的咖啡因回落人蒸发皿中,纸上的小孔应保证蒸气通过。

漏斗颈塞棉花,以防止咖啡因蒸气逸出。

(6)在升华过程中必须始终严格控制加热温度,温度太高,将导致被烘物和滤纸炭化,一些有色物质也会被带出来,影响产品的质和量。

进行再升华时,加热温度亦应严格控制。

5思考题1试述索氏提取器的萃取原理,它与一般的浸泡萃取相比,有哪些优点?索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。

2.本实验进行升华操作时,应注意什么?注意蒸馏时,烧瓶内不能装得太满,以防爆溢;焙炒时,水份要除尽,但又不能炒焦;滤纸刺孔,孔径大,排列紧密、均匀,用时孔刺朝上;3.对于索式提取器滤纸筒的基本要求是什么?基本要求:滤纸筒的直径要略小于抽提筒的内径,其高度一般要超过虹吸管,但是样品不得高于虹吸管。

4.为什么要将固体物质(茶叶)研细成粉末?为增加固液接触的面积,提高萃取效率5.为什么要放置一团脱脂棉?答:主要是为了使溶剂均匀的浸润茶叶。

综合实验活动:从茶叶中撮咖啡因-鲁科版选修六教案

综合实验活动:从茶叶中撮咖啡因-鲁科版选修六教案

综合实验活动:从茶叶中撮咖啡因-鲁科版选修六教案一、教学目标1.了解咖啡因的含义、分类和作用。

2.掌握从液体样品中提取咖啡因的方法。

3.培养学生的实验技能和科学思维。

二、教学内容1. 咖啡因的介绍咖啡因是一种天然生物碱,存在于茶叶、咖啡、可可、柠檬、苦橙和玄参等植物中。

咖啡因有多种作用,包括促进心脏和神经系统的活动、增强记忆力、降低疲劳感和提高注意力等。

2. 提取咖啡因的方法从茶叶中提取咖啡因的方法有多种,其中常用的方法包括水提法、乙醇提法和二氯甲烷提法。

本实验将采用二氯甲烷提法进行咖啡因的提取。

实验器材:•含咖啡因的茶叶•二氯甲烷•液态提取剂•水浴•过滤纸•烧杯•密封瓶实验步骤:1.取适量茶叶,用烧杯加入适量液态提取剂,用水浴加热,不断搅拌,直到茶叶浸入提取剂中,将茶叶与提取剂完全混合。

注意加热不要过度,避免提取剂沸腾。

2.将烧杯中的液体与茶叶过滤到密封瓶中,用二氯甲烷与茶叶混合均匀,静置片刻,二氯甲烷可根据需要加入。

3.用过滤纸过滤混合好的液体,将过滤出的液体倒入干燥称量皿中,放置在水浴中加热,将二氯甲烷挥发的干净再次放入水浴中加热,直至皿中仅剩下白色或微黄的干残渣,称重后记录温度。

三、实验思路本实验涉及到的知识点比较多,从理论上讲授很难激发学生的兴趣。

因此,我们打算采用实验引领,将学生分成小组,每个小组完成一个完整的实验过程。

通过实操,学生可以更好地理解并记忆实验原理和步骤,提高他们的实验技能和实验思维。

四、思考题1.讲解咖啡因提取时,我们选择了二氯甲烷提取的方法,你了解这种提取方法的危险性和安全使用的要点吗?请谈谈你的看法。

2.提取咖啡因的方法有哪些,各有何优缺点?你认为哪种方法更适合本实验?请给出你的理由。

五、实验结论通过本次实验,学生可以准确理解茶叶中咖啡因提取的方法和步骤,并掌握咖啡因的分类和作用。

同时,学生还可以培养实验技能和科学思维,增强他们的学习兴趣和学习能力。

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新教材《实验化学》中从茶叶里提取咖啡因实验与教学研究淮安市楚州区钦工初级中学223231 赵芬摘要:本论文以碱液提取、直接升华研究了《实验化学》中“从茶叶中提取咖啡因”实验,探讨了微型化实验及该实验在教学中的作用。

目的在于丰富该实验的课程资源,更好的发挥该实验在教学中的作用。

关键词:新课程,中学实验教学,茶叶,咖啡因1前言1.1选题的依据和意义《普通高中化学课程标准》规定了新高中化学课程的基本理念:立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,着眼于二十一世纪公民的科学素养,构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系[1]。

新高中化学课程由2个必修模块和6个选修模块组成,其中“实验化学”是作为一个独立的模块有别于以往教材的处理,突出实验的重要地位。

该课程模块能很好的体现新课程理念第五条:通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。

“实验化学”课程主要有三方面的内容:一是实验的基本技能,二是实验研究的思路,三是实验中的价值观。

高中化学新课程倡导以科学探究为主的多样化学习方式,通过实验探究活动,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用,提高化学实验能力。

“从茶叶中提取咖啡因”在实验化学中属综合探究性实验,能够使学生掌握提取植物中某些成分和纯化物质的一般方法,并能够设计提取和分离物质的实验方案并对方案合理性进行评价。

新课程标准提倡学生独立进行或合作开展化学实验研究。

通过该实验能激发学生的学习兴趣,帮助学生通过使用探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能,培养学生的科学态度和价值观,帮助学生发展思维能力和训练实验技能,从而达到全面提高学生科学素养的目的。

1.2本论文的主要研究内容茶叶在生活中很常见,有解毒、利尿、止泻、消炎等功效[2],其主要成分为黄酮类、茶多酚、生物碱(主要为咖啡因)、氨基酸、维生素等[3]。

咖啡因是天然的食品添加剂,可用于制造兴奋性饮料;它是制药工业中的重要原料,复方阿司匹林的主要成分之一就是咖啡因。

目前获取咖啡因的途径之一是人工合成。

由于人工合成的咖啡因含有原料残留,长期食用会产生残毒作用,有的国家已禁止在饮料中使用合成咖啡因[4]。

由于人们对绿色食品的渴求,国内外已相继开发出从植物中提取咖啡因的工艺。

据有关资料报道,茶叶(干茶)中咖啡因的含量在1.5%~3.5%[5]。

多年来,人们研究出了很多从茶叶中提取有效成分咖啡因的方法,主要有:水提法、醇提法、升华法及其他有机溶剂提取法,近年来又有人研究出了吸附法和超临界二氧化碳气提法。

但这些方法多适用于工业生产,无论是仪器还是方法均比较繁琐,不适于中学实验教学。

经查资料发现,在课程资源方面,除了教科书外并未发现其他有助于学生发展的资源。

本论文针对以上不足,从“以碱液提取法从茶叶中提取咖啡因”、“运用直接升华法从茶叶中提取咖啡因”及微型化实验这几个方面进行研究,希望能够丰富中学实验教学的课程资源,培养学生的创新精神和实践能力,并希望通过这些实验激发学生的学习兴趣,更好的发挥该实验在教学中的作用。

2实验部分2.1用碱液提取法从茶叶中提取咖啡因2.1.1实验原理咖啡因又称咖啡碱或茶素,化学式为C8H10N4O2.H2O (1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤),是具有绢丝光泽的一种白色针状晶体[11]。

其结构为100 ℃时晶体失去结晶水后开始升华,120 ℃时升华显著,至178 ℃时升华很快。

无水咖啡因的熔点为234.5 ℃。

利用咖啡因这一特性,通常可用升华法进行提取。

咖啡因是弱碱性化合物,与酸反应能形成不稳定的盐。

茶叶的主要成分包括咖啡因等生物碱,以及茶多酚、单宁酸(鞣酸)、蛋白质、糖类、氨基酸、维生素等。

单宁与咖啡因能生成难溶盐,所以我们在实验中需用碱性试剂中和单宁酸以便咖啡因游离出来。

咖啡因易溶于热水和氯仿,能溶于水和乙醇,微溶于乙醚。

其具体的溶解度见表1。

表1 咖啡因在不同溶剂中的溶解度溶剂沸水(100 ℃)热水(80 ℃)水热乙醇乙醇氯仿乙醚溶解度/g 66.6 18.2 2 4.5 2 18.2 0.19 注:未标明温度的均为常温在新高中实验化学中,从茶叶中提取咖啡因属综合探究性实验,对于碱性试剂并无明确说明,所以在以下实验我主要对碱性试剂的选择和实验方法进行研究,希望能找出合适的碱性试剂和实验方法方便课堂教学。

2.1.2操作步骤称取5 g干茶叶放入烧杯中,加入75 mL水和适量的碱性试剂(NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Ca(OH)2),用小火煮沸20分钟,煮沸过程中需不断搅拌。

趁热减压过滤,将滤液浓缩至5 mL左右,把残液转入蒸发皿中,加入4 g生石灰粉进行吸水,用酒精灯隔着石棉网小心加热,直至完全成干粉状,使水分全部除去。

冷却后,把焙干的泥土样粉末集中于蒸发皿中间,上面覆盖一张刺有许多小孔且孔刺向上的滤纸,再在滤纸上罩一个大小合适的玻璃漏斗,漏斗颈部塞一小团疏松的棉花(如图1所示),用酒精灯隔着石棉网小心加热,使咖啡因升华。

当滤纸上出现白色针状结晶时,要适当调节火焰使升华速度放慢。

若发现有棕色烟雾时,应立即停止加热。

冷却后称重。

图1 升华装置2.1.3实验结果以上实验主要对各种不同碱性试剂的选择进行了研究,实验结果列于表2中。

表2 不同碱性试剂的比较碱性试剂碱性试剂质量/g茶叶状态茶汁颜色过滤难易提取咖啡因质量/gNaOH 0.50 腐烂状黑很难0.05Na2CO3 2.00 腐烂状深褐很难0.05 NaHCO3 2.00 正常棕黄很难0.03Ca(OH)2 2.00轻微腐烂状棕黄较易0.06 2.1.4小结由表1可以得出用Ca(OH)2作为碱性试剂提取咖啡因最好,选用NaOH和Na2CO3游离咖啡因时茶汁浓厚,难于过滤,容易造成咖啡因的损失,选用NaHCO3时,虽茶叶状态正常,但太难过滤,不利于实验的进行,故也不能选它。

选用Ca(OH)2时,茶叶腐烂程度不大,茶汁颜色较淡,而且Ca2+可与茶叶中单宁或没食子酸形成不溶性的钙盐,使咖啡因作为可溶性的生物碱留在水溶液中,易于分离和最后的提纯,在实验过程中明显能看到有大量絮状沉淀析出能更好的除去单宁酸。

该实验无有毒有害试剂的引入,实验操作也不是很复杂,用于中学课堂教学中比较合适。

通过该实验,能够使学生对天然有机化合物的提取有一个感性认识,激发他们学习化学的兴趣,提高他们的实验素养,为他们以后的化学学习打下了良好的基础。

2.2运用直接升华法从茶叶中提取咖啡因2.2.1实验操作取5 g茶末,加2.5 g的Ca(OH)2及适量水,调成稠糊状,放在石棉网上用小火干燥,制成“茶砂”,将“茶砂”置于特制的升华装置(如图1)中进行升华,小心加热,控制升华温度,收集咖啡因。

注:茶砂是因为茶末中加入Ca(OH)2及适量水,调成糊状干燥后形状、颜色像砂子,故叫做茶砂2.2.2实验结果将茶叶粉末制成“茶砂”然后直接进行加热,提取得咖啡因0.04 g。

2.2.3小结该实验方法是参考文献[13],这种方法简单易行,操作方便,且该实验不是用茶末升华,而是将茶末制成“茶砂”,再用“茶砂”升华,这样就避免了因茶末受热不均匀,易焦化而造成的升华不完全。

该方法所用的试剂廉价、易得,升华设备及操作过程也比较简单,是一种可行的方法,但是从中学实验教学这方面看其操作太过简单,不能让学生的实验技能得到最大提高,所以,在中学教学中这种方法是不太好的,若用于工业生产中倒还是可以考虑。

该实验成功的关键在于控制升华温度,一定要小心加热,收集到的产品中有白色晶体咖啡因和混有焦油的咖啡因晶体,可对此产品进行水溶、结晶、升华,便可得到白色晶体咖啡因。

2.3从茶叶中提取咖啡因的微型实验的设计与研究化学微型实验即“实验药品微量化,实验仪器微型化”。

化学微型实验的教学功能主要体现在以下四方面:(1)替代常规实验,体现绿色化学教学理念;(2)改变设计思想,尝试化学实验设计创新;(3)开阔实验素材,倡导课外实验尝试研究;(4)提供编题题材,强化类比想象分析训练。

微型实验的教学功能是在对微型实验的开发过程中实现的,并在教学过程中不断丰富与发展。

通过以上的几个实验可以发现在实验中原料、药品的用量比较多,这样很明显违背了绿色化学的宗旨。

所以我们参考文献[15]设计了下面的这个微型实验方案,希望能够找出适合课堂教学的方法。

2.3.1实验步骤在50 mL烧杯中加入0.5 g无水Na2CO3,溶于10 mL 热水,再加1.0 g研细的茶末,盖上表面皿,水浴温热至微沸,持续30分钟。

稍冷后减压过滤,并挤压茶叶。

用1 mL热水洗涤烧杯两次,滤液转入离心试管中,向滤液中加入2 mL CHCl3,用毛细滴管深入离心试管底部反复吸入和放出液体,务使两相充分接触,将离心试管置于离心机内分层,用毛细滴管深入离心试管底部吸出CHCl3萃取液,置于50 mL烧杯中,重复萃取操作4次。

称取1.5 g无水CaCl2干燥萃取液,约10分钟后,将干燥的溶液吸入50 mL圆底烧瓶中,再用2 mL CHCl3洗涤小烧杯中的CaCl2。

洗涤液并入事先已准确称重的圆底烧瓶中,水浴回收CHCl3,直至蒸干为止。

准确称量圆底烧瓶质量,用差减法得产量。

2.3.2实验结果以微型实验提取得咖啡因量的结果如表5所示。

表3 微型实验提取得咖啡因量原料/g圆底烧瓶质量(前)/g 圆底烧瓶质量(后)/g咖啡因质量/g1.0 30.6610 30.6743 0.01332.3.3小结原参考文献中用的干燥剂是无水Na2SO4,由于实验室中无该药品,我将干燥剂用无水CaCl2替代,发现并不影响实验结果。

该微型实验简化了实验装置,减少了药品的用量,降低了环境污染,缩短了实验时间,具有安全、迅速、简单、现象明显,药品器材消耗量很少等优点,适合作为学生实验实施。

学生在做实验时感受到化学实验带来的污染时,他们往往会错误地把现代社会中环境失衡与灾难归之于化学。

这是化学教学的一种悲哀。

而微型实验则要求实验药品微量化和实验仪器微型化,这不仅减少药品消耗及实验污染物的排放,而且能提高原料利用率。

因此,开展微型实验是很有必要的,它是绿色化学教学理念在教学实践中的具体体现。

3 本实验在教学中的作用(1)通过这个探究性实验能够发展学生学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥妙,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。

通过该实验能够让学生认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用,体会到化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的重要途径和方法。

能够让对生活中和自然界中化学现象具有好奇心,并试图通过化学实验来探究其中的道理。

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