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Tiosulfato

El tiosulfato ( ortografía recomendada por la IUPAC ; a veces tiosulfato en inglés británico) es un oxianión de azufre con la fórmula química S 2 O2−3El tiosulfato también se refiere a los compuestos que contienen este anión, que son las sales del ácido tiosulfúrico , como el tiosulfato de sodio Na2S2O3 y el tiosulfato de amonio ( NH4 )2S2O3 . Las sales de tiosulfato se producen de forma natural. El tiosulfato declora rápidamente el agua y se utiliza para detener el blanqueo en la industria papelera. Las sales de tiosulfato se utilizan principalmente para teñir textiles y blanquear sustancias naturales. [2]

Estructura y unión

El tiosulfato es tetraédrico en el átomo central de S. El ion tiosulfato tiene simetría C 3v . El átomo de azufre externo tiene una valencia de 2, mientras que el átomo de azufre central tiene una valencia de 6. Los átomos de oxígeno tienen una valencia de 2. La distancia SS es apropiada para un enlace simple. Las distancias SO son ligeramente más cortas que las distancias SO en el sulfato.

Formación

El ion tiosulfato se produce por la reacción del ion sulfito con azufre elemental y por oxidación incompleta de sulfuros (por ejemplo, oxidación de pirita ). El tiosulfato de sodio se puede formar por desproporción del azufre disuelto en hidróxido de sodio (similar al fósforo ).

Reacciones

El anión tetrationato es un derivado oxidado del anión tiosulfato.
Diagrama de Latimer para el azufre, uno de los cuales es el tiosulfato (+2)

Los iones de tiosulfato reaccionan con ácidos para dar dióxido de azufre y varios anillos de azufre: [3]

8S2O2−3+ 16 H + → 8 SO 2 + S 8 + 8 H 2 O

Esta reacción puede utilizarse para generar coloides de azufre y demostrar la dispersión de la luz de Rayleigh en física . Si se proyecta luz blanca desde abajo, se ve luz azul desde los lados y luz naranja desde arriba, debido a los mismos mecanismos que colorean el cielo al mediodía y al anochecer . [ cita requerida ]

Los iones tiosulfato reaccionan con el yodo para dar iones tetrationato :

2S2O2−3+ Yo 2 → S 4 O2−6+ 2 yo

Esta reacción es clave para la yodometría . Con bromo (X = Br) y cloro (X = Cl), los iones tiosulfato se oxidan a iones sulfato :

S2O2−3+ 4 X 2 + 5 H 2 O → 2 SO2−4+ 8 X + 10 H +

Reacciones con metales e iones metálicos.

El ion tiosulfato forma numerosos complejos con metales de transición . Esta reactividad está relacionada con su papel en la fotografía a base de plata .

Como reflejo de su afinidad por los metales , el ion tiosulfato corroe rápidamente los metales en condiciones ácidas . El acero y el acero inoxidable son particularmente sensibles a la corrosión por picaduras inducida por los iones tiosulfato. El molibdeno mejora la resistencia del acero inoxidable a las picaduras (AISI 316L hMo). En condiciones acuosas alcalinas y temperatura media (60 °C), el acero al carbono y el acero inoxidable (AISI 304L, 316L) no son atacados, incluso a altas concentraciones de base (30% en peso de  KOH ), ion tiosulfato (10% en peso) y en presencia de ion  fluoruro (5% en peso de KF ). [ cita requerida ]

En la era de la fotografía a base de plata , las sales de tiosulfato se consumían a gran escala como reactivo "fijador". Esta aplicación aprovecha la capacidad del ion tiosulfato para disolver haluros de plata . El tiosulfato de sodio , comúnmente llamado hipo (de "hiposulfito"), se utilizó ampliamente en fotografía para fijar negativos e impresiones en blanco y negro después de la etapa de revelado; los fijadores "rápidos" modernos utilizan tiosulfato de amonio como sal fijadora porque actúa tres o cuatro veces más rápido. [4]

Las sales de tiosulfato se han utilizado para extraer o lixiviar oro y plata de sus minerales como una alternativa menos tóxica al ion cianuro . [2]

Bioquímica

La enzima rodanasa (tiosulfato sulfurtransferasa) cataliza la desintoxicación del ion cianuro por el ion tiosulfato transformándolos en ion tiocianato e ion sulfito :

CN− + S2O2−3 → SCN + SO2−3

El tiosulfato de sodio se ha considerado como un tratamiento empírico para el envenenamiento por cianuro, junto con la hidroxocobalamina . Es más eficaz en un entorno prehospitalario, ya que es necesaria la administración inmediata por parte del personal de emergencia para revertir la hipoxia intracelular rápida causada por la inhibición de la respiración celular , en el complejo IV . [5] [6] [7] [8]

Activa la tiosulfato sulfurtransferasa ( TST ) en las mitocondrias. La TST está asociada con la protección contra la obesidad y la diabetes tipo II (resistente a la insulina) . [9] [10]

El tiosulfato también puede funcionar como donador de electrones para el crecimiento de bacterias que oxidan el azufre , como Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum . Estas bacterias utilizan electrones del tiosulfato (y otras fuentes) y carbono del dióxido de carbono para sintetizar compuestos de carbono a través del ciclo de Krebs inverso . [11]

Algunas bacterias pueden metabolizar tiosulfatos. [12]

Minerales

El ion tiosulfato es un componente del mineral muy raro sidpietersita Pb 4 (S 2 O 3 )O 2 (OH) 2 . [13] La presencia de este anión en el mineral bazhenovita fue cuestionada. [14]

Nomenclatura

El tiosulfato es un nombre común aceptable y se utiliza casi siempre.

El nombre IUPAC del reemplazo funcional es sulfurotioato ; el nombre IUPAC del aditivo sistemático es trioxidosulfidosulfato(2−) o trioxido-1 κ 3 O -disulfato( SS )(2−) . [1]

El tiosulfato también se refiere a los ésteres del ácido tiosulfúrico , por ejemplo, O,S-dimetil tiosulfato CH 3 −O−S(=O) 2 −S−CH 3 . Estas especies son raras.

Referencias

  1. ^ ab Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (2005). Nomenclatura de la química inorgánica (Recomendaciones de la IUPAC 2005). Cambridge (Reino Unido): RSC – IUPAC . ISBN  0-85404-438-8 . pp. 139,329. Versión electrónica.
  2. ^ ab Barberá, JJ; Metzger, A.; Wolf, M. (15 de junio de 2000). "Sulfitos, tiosulfatos y ditionitos". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim, Alemania: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. doi :10.1002/14356007.a25_477. ISBN 978-3-527-30673-2.
  3. ^ Steudel, Ralf (1982). "Moléculas de azufre homocíclicas". Sistemas de anillos inorgánicos . Temas de química actual. Vol. 102. págs. 149-176. doi :10.1007/3-540-11345-2_10. ISBN 978-3-540-11345-4.
  4. ^ Sowerby, ALM, ed. (1961). Diccionario de fotografía: libro de referencia para fotógrafos aficionados y profesionales (19.ª ed.). Londres: Illife Books Ltd.[ página necesaria ]
  5. ^ Hall, Alan H.; Dart, Richard; Bogdan, Gregory (2007). "¿Tiosulfato de sodio o hidroxocobalamina para el tratamiento empírico del envenenamiento por cianuro?". Anales de Medicina de Emergencia . 49 (6): 806–13. doi :10.1016/j.annemergmed.2006.09.021. PMID  17098327.
  6. ^ Hamel, J. (2011). "Una revisión de la intoxicación aguda por cianuro con una actualización del tratamiento" (PDF) . Critical Care Nurse . 31 (1): 72–81, cuestionario 82. doi :10.4037/ccn2011799. PMID  21285466. Archivado desde el original (PDF) el 2013-06-12 . Consultado el 2014-08-18 .
  7. ^ Shepherd, G.; Vélez, L. I (2008). "Papel de la hidroxocobalamina en la intoxicación aguda por cianuro". Anales de farmacoterapia . 42 (5): 661–9. doi :10.1345/aph.1K559. PMID  18397973. S2CID  24097516.
  8. ^ Miles, Bryant (24 de febrero de 2003). «Inhibitors & Uncouplers» (PDF) . Universidad Texas A&M . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Consultado el 25 de noviembre de 2015 .
  9. ^ Stylianou, IM; et al. (2005). "El análisis de la expresión génica mediante microarrays del QTL de obesidad Fob3b identifica el gen candidato posicional Sqle y perturba las vías del colesterol y la glucólisis". Genómica fisiológica . 20 (3): 224–232. CiteSeerX 10.1.1.520.5898 . doi :10.1152/physiolgenomics.00183.2004. PMID  15598878. 
  10. ^ Morton, NM; Beltram, J.; Carter, RN; et al. (2016). "Identificación genética de la sulfurtransferasa de tiosulfato como un objetivo antidiabético expresado por adipocitos en ratones seleccionados por delgadez". Nature Medicine . 22 (7): 771–779. doi :10.1038/nm.4115. PMC 5524189 . PMID  27270587. 
  11. ^ Buchanan, Bob B.; Arnon, Daniel I. (1990-04-01). "Un ciclo de KREBS inverso en la fotosíntesis: consenso al fin". Photosynthesis Research . 24 (1): 47–53. Bibcode :1990PhoRe..24...47B. doi :10.1007/BF00032643. ISSN  1573-5079. PMID  24419764. S2CID  2753977.
  12. ^ C. Michael Hogan. 2011. Azufre. Enciclopedia de la Tierra, eds. A. Jorgensen y C. J. Cleveland, Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente, Washington DC
  13. ^ handbookofmineralogy.org, Mineral Handbook, citando a Roberts, AC; Cooper, MA; Hawthorne, FC; Stanley, CJ; Key, CL; Jambor, JL (1999). "Sidpietersita, Pb 4 (S 6+ O 3 S 2- )O 2 (OH) 2 , una nueva especie mineral que contiene tiosulfato de Tsumeh, Namibia". The Canadian Mineralogist . 37 : 1269-1273.y Cooper, MA; Hawthorne, FC (1999). "La estructura y topología de la sidpietersita, Pb 4 (S 6+ O 3 S 2- )O 2 (OH) 2 ". The Canadian Mineralogist . 37 : 1275-1283.
  14. ^ Bindi, Luca; Bonazzi, Paola; Dei, Luigi; Zoppi, Angela (2005). "¿La estructura de la bazhenovita realmente contiene un grupo tiosulfato? Un estudio estructural y espectroscópico de una muestra de la localidad tipo". Mineralogista estadounidense . 90 (10): 1556–1562. Código Bibliográfico :2005AmMin..90.1556B. doi :10.2138/am.2005.1781. S2CID  59941277.

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