Selon la légende, le café fut remarqué pour la première fois quelques 850 ans avant notre
ère : un berger du Yémen nota que ses brebis étaient dans un état d'excitation inhabituel
lorsqu'elles consommaient les baies d'un arbre des montagnes... On considère que c'est la
caféine contenue dans les grains de café de ces baies qui était l'espèce responsable de cette
excitation.
On extrait la caféine des feuilles de thé et, avec la caféine purifiée, on prépare des solutions
de caféine de différentes concentrations.
Le thé contient environ 5 % de caféine, mais il contient aussi d'autres substances comme des
sucres, des pigments, des graisses, ...

Données :

                            Dans le dichlorométhane          Dans l'eau à 25°C     Dans l'eau à 65°C
Solubilité de la caféine             importante                   faible            très importante

- Le dichlorométhane a pour densité 1,30 et se trouve à l'état liquide dans les conditions
de l'expérience.
- Le dichlorométhane n'est pas miscible à l'eau.
L'extraction de la caféine se fait en quatre étapes :
Étape 1 :
dans un ballon surmonté d'un réfrigérant, on introduit des feuilles de thé et de l'eau distillée.
Le chauffage et l'agitation durent 2 heures.
Étape 2 :
la phase aqueuse précédente est refroidie et mélangée à du dichlorométhane. Seule la
phase organique est recueillie.
Étape 3 :
la phase organique est mélangée à du sulfate de magnésium anhydre puis filtrée.
Étape 4 :
après évaporation du solvant, on obtient une poudre blanche qui contient principalement
de la caféine.

L'identification de la caféine extraite s'effectue en dissolvant quelques cristaux de caféïne
obtenus après l'étape 4 dans du dichlorométhane. On utilise ensuite une plaque d'aluminium
recouverte de silice ainsi qu'un éluant constitué d'un mélange éthanol + eau.
1 Dans l'étape 1, quel est le rôle du réfrigérant ? Le schématiser surmontant le ballon sans
oublier la circulation d'eau.
2 En utilisant les données, justifier le chauffage dans cette première étape.
3 Pour l'étape 2, dessiner le dispositif permettant de recueillir la phase organique et indiquer
la position des phases aqueuse et organique. Dans quelle phase se trouve la quasitotalité
de la caféine extraite (justifier) ?
4 Dans l'étape 2, quelle technique est mise en oeuvre ?
5 Quel est le rôle du sulfate de magnésium anhydre ?
6 Calculer la masse volumique du dichlorométhane en g.L−1.
7 Citer la technique permettant d'identifier la caféine extraite.
8 Quels dépôts faudrait-il faire alors ? Proposer un protocole expérimental en précisant le
solvant utilisé.
9 Que devrait-on voir sur la plaque révélée si l'espèce extraite est bien de la caféine ?