La caféine est une substance naturelle trouvée dans plus de soixantes plantes végétales (telles que les fèves de café et de cacao, les noix de kola et les feuilles de thé). La caféine fait partie du groupe des alcaloïdes (des substances organiques d'origine végétale, azotée et à caractère alcalin). C'est le chimiste allemand Friedlieb Ferdinant Runge qui, en 1819, a découvert la caféine. Il la nomma "Kaffein", d'où "caféine" en français. La composition chimique de la caféine a été déterminée par Hermann Emil Fischer vers la fin du XIXe siècle. La caféine est chimiquement identique à plusieurs substances comme la théine qui possède les mêmes effets.
Sa formule brute est C8H10N4O2
Sa masse molaire est égale à:
M(C8H10N4O2) = M(C) x 8 + M(H) x 10 + M(N) x 4 + M(O) x 2
M(C8H10N4O2) = 12,0 x 8 + 1,0 x 10 + 14,0 x 4 + 16,0 x 2
M(C8H10N4O2) = 194 g/mol.
Sa masse dans 1 litre est de 120mg
Et sa quantité de matière est de:
n = m / M
n = 0,120 / 194
n = 6,19 x 10^(-4) mol
Voici la molécule de caféine:
La caféine est une molécule incolore car elle ne possède que 3 liaisons conjuguées, ce qui est insuffisant étant donné qu'il faut généralement un minimum de 7 liaisons conjuguées pour que la molécule soit colorée. Son spectre d'absorption est dans les ultraviolets que voici:
La géométrie de la molécule:
Géométrie des atomes de carbone (avec seulement des liaisons simples):
-nombre de doublets non linant: 0
-nombre de doublets liants: 4
-nombre de directions pour les doublets: 4
Les atomes de carbone (avec seulement des liaisons simples) sont donc tétraédrique dans la molécule de caféine
Géométrie autour de C dans la molécule de caféine:
Les doublets liants partent dans 4 directions (car pas de doublets non liant et pas de liaison multiple). La géométrie de la molécule de caféine autour de C est tétraédrique.
Géométrie des atomes de carbone (avec une double liaison):
-nombre de doublets liants: 4
-nombre de directions pour les doublets: 3 (car il y a une double liaison)
Les atomes de carbone (avec une double liaison) ont donc une géométrie triangulaire plane dans la molécule de caféine
Géométrie autour de C dans la molécule de caféine:
Les doublets liants partent dans 3 directions (car il y a une double liaison). La géométrie de la molécule de caféine autour de C est triangulaire plane.
Géométrie des atomes d'azote (avec que des liaisons simples):
-nombre de doublets non linant: 1
-nombre de doublets liants: 3
-nombre de directions pour les doublets: 4
Les atomes d'azote (avec seulement des liaisons simples) sont donc tétraédriques dans la molécule de caféine.
Géométrie autour de N dans la molécule de caféine:
Les doublets liants partent dans 3 directions (car il y a un doublet non liant). La géométrie de la molécule de caféine autour de N est pyramidale.
Géométrie de l'atome d'azote (possédant 1 double liaison):
-nombre de doublets non linant: 1
-nombre de doublets liants: 3
-nombre de directions pour les doublets: 3
L'atome d'azote (avec une double liaison) a une géométrie triangulaire plane dans la molécule de caféine.
Géométrie autour de N dans la molécule de caféine:
Les doublets liants partent dans 2 directions (car il y a une double liaison). La géométrie de la molécule de caféine autour de N est coudée.
Géométrie des atomes d'oxygène:
-nombre de doublets non linant: 2
-nombre de doublets liants: 2
-nombre de directions pour les doublets: 3 (car il y a une double liaison)
L'atome d'oxygène a une géométrie triangulaire plane dans la molécule de caféine.
Géométrie autour de O dans la molécule de caféine:
Les doublets liants partent dans 1 directions (car il y a une double liaison). La géométrie de la molécule de caféine autour de O est linéaire.
Géométrie des atomes d'hydrogène:
-nombre de doublets non linant: 0
-nombre de doublets liants: 1
-nombre de directions pour les doublets: 1
L'atome d'hydrogène a une géométrie linéaire dans la molécule de caféine.
Géométrie autour de H dans la molécule de caféine:
Le doublet liant part dans 1 direction. La géométrie de la molécule de caféine autour de H est linéaire.
La caféine, un des principaux composants de la boisson Coca Cola de la transnationale géante Américaine peut avoir de bons ainsi que des mauvais effets. Cependant les bons ainsi que les mauvais effets dépendent tout deux des quantités de Coca Cola ingérées.
Soit, si un homme boit trois bouteilles d'un litre de coca et d'une cannette, il consommera 400mg de caféine, ce qui peut être dangeureux pour lui.
Bien que ces quantités paraissent grandes, un grand nombre de personnes boivent de telles quantités (notamment aux Etats Unis).
La concentration massique de caféine dans le Coca-Cola est de:
-40mg pour 33cl
-120mg pour 1 litre
dose journalière (maximale avant d'être nocive) de caféine:
-400mg pour les hommes
-300mg pour les femmes
-200mg pour les femmes enceintes
-3mg par kilo pour les adolescents