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Arseniato

El arseniato es un ion con la fórmula química AsO3−4. [1] El enlace en el arseniato consiste en un átomo central de arsénico , con estado de oxidación +5, doblemente enlazado a un átomo de oxígeno y simple a otros tres átomos de oxígeno . [2] Los cuatro átomos de oxígeno se orientan alrededor del átomo de arsénico en una geometría tetraédrica . [2] La resonancia dispersa la carga −3 del ion entre los cuatro átomos de oxígeno.

El arsenato reacciona fácilmente con los metales para formar compuestos metálicos de arsenato . [2] [3] El arsenato es un oxidante moderado y un aceptor de electrones , con un potencial de electrodo de +0,56 V para su reducción a arsenito . [4] Debido a que el arsénico tiene la misma valencia y un radio atómico similar al fósforo , el arsenato comparte una geometría y reactividad similares con el fosfato . [5] El arsenato puede reemplazar al fosfato en reacciones bioquímicas y es tóxico para la mayoría de los organismos . [5] [6]

Ocurrencia natural

Adamita , un mineral de arseniato que se encuentra en la naturaleza.

Los arseniatos se encuentran de forma natural, en forma hidratada y anhidra , en una variedad de minerales . Entre los ejemplos de minerales que contienen arseniato se incluyen la adamita , la alarsita , la annabergita , la eritrita y la legrandita . [7] Cuando dos iones de arseniato equilibran la carga en una fórmula, se denomina diarseniato, por ejemplo, diarseniato de zinc, Zn3 ( AsO4 ) 2 .

Usos

Los pesticidas a base de arsenato, como el arseniato de hidrógeno y plomo, se usaban comúnmente hasta que fueron reemplazados por pesticidas más nuevos como el DDT y la prohibición posterior por parte de múltiples organismos reguladores debido a preocupaciones de salud. [8] [9]

Los compuestos de arseniato de metal de transición suelen tener colores brillantes y se han utilizado para fabricar pigmentos . El arseniato de cobre era un compuesto menor utilizado en el pigmento azul egipcio utilizado por los antiguos egipcios y romanos . [10] El pigmento violeta de cobalto se fabricaba a partir de arseniato de cobalto antes de que su toxicidad condujera a su sustitución por fosfato de cobalto . [11] [12] [13]

El arseniato de cobre cromado (CCA) ha sido un conservante de madera ampliamente utilizado desde la década de 1930. [14] Las preocupaciones de seguridad han llevado a la eliminación gradual de la madera tratada con CCA para proyectos residenciales en muchos países. [14] El CCA sigue siendo una opción de tratamiento común y económica para usos no residenciales como la agricultura . [14] [15]

Especiación

Diagrama de Pourbaix que muestra la distribución de especies de arsenato y arsenito en el agua. Las aguas oxigenadas tienen un valor de PE alto y predominan las especies de arsenito. En el agua desoxigenada, con un PE bajo, predominan las especies de arsenito. [16] [17]

Dependiendo del pH , el arseniato se puede encontrar como arseniato trihidrógeno (es decir, ácido arsénico H3AsO4 ) , arseniato dihidrógeno ( H2AsO4 ) .−4), arseniato de hidrógeno ( HAsO2−4), o arseniato ( AsO3−4). [18] El arseniato trihidrógeno también se conoce como ácido arsénico . A un pH determinado , la distribución de estas especies de arseniato se puede determinar a partir de sus respectivas constantes de disociación ácida . [17]

H3AsO4 + H2O ⇌ H2AsO​​​​−4+ [H3O ] + (  pK a1 = 2,19)
H2AsO​​−4+ H2O ⇌ HAsO2−4+ [H3O ] + (  pKa2 = 6,94 )
HAsO2−4+ H2O ⇌ AsO3−4+ [H 3 O] + H  (p K a3 = 11,5)

Estos valores son similares a los del ácido fosfórico . El arseniato de hidrógeno y el arseniato de dihidrógeno predominan en solución acuosa cerca del pH neutro. [17]

El potencial de reducción (pe) de una solución también afecta la especiación del arsenato. En aguas naturales, el contenido de oxígeno disuelto es el principal factor que influye en el potencial de reducción. Los arsenatos se encuentran en aguas oxigenadas, que tienen un pe alto, mientras que los arsenitos son las principales especies de arsénico en aguas anóxicas con un pe bajo. [16]

Un diagrama de Pourbaix muestra la influencia combinada del pH y el pe en la especiación del arsenato.

Contaminación

Los arseniatos, junto con los arsenitos, son una fuente importante de contaminación en algunas fuentes naturales de agua y pueden provocar envenenamiento por arsénico con exposición repetida. [19] [20] Los países con altos niveles de minerales de arsénico en sedimentos y rocas, como Bangladesh , corren un riesgo especial de contaminación por arsenato. [21] [20]

Envenenamiento por arseniato

El arsenato es perjudicial para los seres humanos y los animales , ya que interfiere en el funcionamiento normal de la glucólisis y el ciclo de Krebs . El arsenato reemplaza al fosfato inorgánico en el paso de la glucólisis que produce 1,3-bisfosfoglicerato a partir del gliceraldehído 3-fosfato . Esto produce en su lugar 1-arseno-3-fosfoglicerato , que es inestable y se hidroliza rápidamente , formando el siguiente intermediario en la vía, el 3-fosfoglicerato . Por lo tanto, la glucólisis continúa, pero la molécula de ATP que se generaría a partir del 1,3-bisfosfoglicerato se pierde: el arsenato es un desacoplador de la glucólisis, lo que explica su toxicidad. [22] [23]

Al igual que otros compuestos de arsénico, el arsenato se une al ácido lipoico , inhibiendo la conversión de piruvato en acetil-CoA , bloqueando el ciclo de Krebs y, por lo tanto, dando como resultado una mayor pérdida de ATP. [23]

Véase también

Referencias

  1. ^ PubChem. «Ion arsenato». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 2 de abril de 2023 .
  2. ^ abc «Mineral de arsenato | Britannica». www.britannica.com . Consultado el 2 de abril de 2023 .
  3. ^ Waalkes, Michael P. (2019), Baan, Robert A.; Stewart, Bernard W.; Straif, Kurt (eds.), "Arsénico y metales", Concordancia del sitio del tumor y mecanismos de carcinogénesis , Publicaciones científicas del IARC, Lyon (FR): Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer, ISBN 978-92-832-2217-0, PMID  33979075 , consultado el 2 de abril de 2023
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  8. ^ "La evolución de los pesticidas químicos". www.fishersci.ca . Consultado el 2 de abril de 2023 .
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