[자연과학] 일반화학실험 - 카페인의 추출과 분리

1. 주제 : 카페인의 추출과 분리.

2. 실험목표 : 추출에 대한 원리와 개념을 이해하고, 커피에 존재하는 카페인을 추출을 통해 분리하여 실험의 원리를 파악한다.

3. Introduction.

① 추출의 원리.
추출(extraction)은 용매에 따라서 화합물이 녹는 특성이 큰 차이를 보이는 경우에 사용되는 분리방법이다. 물에 녹지 않는 유기용질은 유기용질을 잘 녹이면서도 물과 섞이지 않는 유기용매를 사용하여 유기용매 층으로 추출할 수 있다. 벤젠이나 헥세인처럼 물보다 밀도가 작은 유기 용매는 물보다 위에 층을 이루게 되고, 메틸렌 클로라이드(“다이클로로메테인”이라고 부르기도 함)나 클로로폼과 같이 밀도가 큰 유기용매는 물보다 아래에 층을 이루게 된다. 물과 유기용매가 담긴 분별깔때기를 잘 흔들어주면 용질이 두 용매 층 사이에서 평형을 이루게 되고, 이때 두층에서의 용질의 농도비를 분배계수(distribution coefficient)라고 부른다.

분배계수가 1보다 큰 경우에는 같은 부피의 용매 A와 B를 사용할 때는 처음에 B에 녹아있던 용질의 절반 이상이 용매 A로 옮겨가게 되고, 용매 A를 분리해서 적당한 방법으로 용매를 제거하면 순수한 용질을 얻…(생략)