实验目的
本实验旨在通过制备美式咖啡，并利用紫外分光光度法测定其咖啡因含量。咖啡因分子中存在多个吸收紫外光的基团，适合用紫外分光光度法进行定量分析。
实验材料
- 美式黑咖啡固体饮料：2克（1袋）
- 纯净水：596毫升（1瓶）
- 紫外分光光度计
- 100 mL比色瓶
- 万能试剂
- 稀盐酸
- 丙酮
- 醋酸乙酯
- 滤纸和过滤器
- 电子秤
- 温度计
- 其他常见实验室设备
实验步骤
一、制备美式咖啡
- 称量与溶解：
- 使用电子秤精确称取2克美式黑咖啡固体饮料。
- 将称好的咖啡固体饮料倒入596毫升纯净水中，确保完全溶解。
- 加热与混合：
- 将混合液置于加热器中，加热至接近沸腾但不沸腾，使咖啡充分溶解和香气释放。
- 保持溶液在轻微沸腾前的温度，并充分搅拌，确保均匀混合。
- 冷却与过滤：
- 将加热后的咖啡溶液冷却至室温。
- 使用滤纸和过滤器过滤掉咖啡渣，确保溶液清澈透明。
二、测定咖啡因含量
- 样品提取：
- 用100 mL比色瓶精确称取1.00 g过滤后的咖啡溶液（为便于测定，可以根据比例调整，保证咖啡溶液体积合适）。
- 加入25 mL水，再用万能试剂取10 mL稀盐酸加入，加盖，使样品充分混合，放置5分钟。
- 制备A溶液：
- 在另一个容器中，用45 mL丙酮和45 mL醋酸乙酯混合成90%（v/v）溶液，标记为“A溶液”。
- 样品处理：
- 取出已处理的咖啡样品，用纸巾小心擦拭干净。
- 将样品过滤到新的100 mL比色瓶中。
- 用热水冲洗过滤器1次，冲洗液倒入比色瓶中，重复冲洗2次。
- 测定吸光度：
- 在滴加A溶液的情况下，充分混合咖啡溶液。
- 以水为对照液，使用紫外分光光度计测定最大吸收波长处的吸光度。
实验结果与分析
根据紫外分光光度计的测定结果，计算出咖啡中咖啡因的含量。例如，实验结果显示某次测定中咖啡因含量为0.062 g/L。该数据可以根据实际测定情况进行调整。
注意事项
- 操作精度：在称量和量取溶液时，应确保操作精度，以免影响测定结果。
- 温度控制：在加热咖啡溶液时，应严格控制温度，避免煮沸导致咖啡成分损失。
- 杂质干扰：通过过滤处理，避免杂质对测定结果的干扰。
- 重复性：为确保实验结果的可靠性，应进行多次测定，并取平均值。
- 安全性：不要饮用咖啡样本，里面包含不适合人类摄入的化学成分（如用于提取和测定的溶剂等），在实验结束后应废弃。
结论
本实验通过制备美式咖啡并利用紫外分光光度法测定其咖啡因含量，结果显示咖啡中咖啡因的具体含量。通过该方法，可以有效分析咖啡中咖啡因的含量，为相关研究和应用提供参考。务必注意实验过程中的安全性，避免不必要的健康风险。
