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Ácido arsénico

Tres botellas de ácido arsénico de la Gran Exposición : impuro, puro y destilado.

El ácido arsénico o ácido arsórico es un compuesto químico con la fórmula H 3 AsO 4 . Escrito de manera más descriptiva como AsO(OH) 3 , este ácido incoloro es el análogo arsénico del ácido fosfórico . Las sales de arsenato y fosfato se comportan de manera muy similar. El ácido arsénico como tal no ha sido aislado, sino que solo se encuentra en solución, donde está en gran parte ionizado. Su forma hemihidrato ( 2H 3 AsO 4 ·H 2 O ) forma cristales estables. Las muestras cristalinas se deshidratan con condensación a 100 °C. [3]

Propiedades

Es una especie tetraédrica de simetría idealizada C 3v con longitudes de enlace As–O que varían de 1,66 a 1,71 Å. [4]

Al ser un ácido triprótico , su acidez se describe mediante tres equilibrios:

H3AsO4 + H2O ⇌ H2AsO​​​​−4+ [H 3 O] + , p K a1 = 2,19
H2AsO​​−4+ H2O ⇌ HAsO2−4+ [H 3 O] + , p K a2 = 6,94
HAsO2−4+ H2O ⇌ AsO3−4+ [H 3 O] + , p K a3 = 11,5

Estos valores de p K a son cercanos a los del ácido fosfórico . El ion arseniato altamente básico ( AsO3−
4) es el producto de la tercera ionización. A diferencia del ácido fosfórico, el ácido arsénico es un oxidante, como lo ilustra su capacidad de convertir el yoduro en yodo .

Preparación

El ácido arsénico se prepara tratando el trióxido de arsénico con ácido nítrico concentrado . El trióxido de dinitrógeno se produce como subproducto. [5]

Como 2 O 3 + 2 HNO 3 + 2 H 2 O → 2 H 3 ComoO 4 + N 2 O 3

La solución resultante se enfría para dar cristales incoloros del hemihidrato H 3 AsO 4 ·0.5H 2 O (o 2H 3 AsO 4 ·H 2 O ), aunque el dihidrato H 3 AsO 4 ·2H 2 O se produce cuando la cristalización ocurre a temperaturas más bajas. [5]

Otros métodos

El ácido arsénico se forma lentamente cuando el pentóxido de arsénico se disuelve en agua y cuando el ácido meta- o piroarsénico ( H4As2O7 ) se trata con agua fría. El ácido arsénico también se puede preparar directamente a partir del arsénico elemental humedeciéndolo y tratándolo con ozono .

2 As + 3 H 2 O + 5 O 3 → 2 H 3 AsO 4 + 5 O 2

Aplicaciones

Las aplicaciones comerciales del ácido arsénico están limitadas por su toxicidad. Es un precursor de diversos pesticidas. Se ha utilizado ocasionalmente como conservante de la madera , biocida de amplio espectro , agente de acabado para vidrio y metal y reactivo en la síntesis de algunos colorantes y compuestos orgánicos de arsénico. [6]

Seguridad

El ácido arsénico es extremadamente tóxico y cancerígeno, como todos los compuestos de arsénico. También es corrosivo . La DL50 en conejos es de 6 mg/kg (0,006 g/kg). [ 7]

Referencias

  1. ^ "Ácido arsénico".
  2. ^ Perrin, D. D., ed. (1982) [1969]. Constantes de ionización de ácidos y bases inorgánicos en solución acuosa . Datos químicos de la IUPAC (2.ª ed.). Oxford: Pergamon (publicado en 1984). Entrada 11. ISBN 0-08-029214-3. Número de serie LCCN  82-16524.
  3. ^ Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Química inorgánica . San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  4. ^ Lee, C.; Harrison, WTA (2007). "Dihidrogenarsenato de tetraetilamonio bis(ácido arsénico) y ácido arsénico 1,4-diazoniabiciclo[2.2.2]octano bis(dihidrogenarsenato): redes unidas por enlaces de hidrógeno que contienen aniones de dihidrogenarsenato y moléculas de ácido arsénico neutro". Acta Crystallographica C . 63 (Pt 7): m308–m311. doi :10.1107/S0108270107023967. PMID  17609552.
  5. ^ ab G. Brauer, ed. (1963). "Ácido arsénico". Manual de química inorgánica preparativa . Vol. 1 (2.ª ed.). Nueva York: Academic Press. pág. 601.
  6. ^ Anuario de minerales, 2008, vol. 1, Metales y minerales. Imprenta del Gobierno. 2010. pp. 6–. ISBN 978-1-4113-3015-3.
  7. ^ Grund, Sabina C.; Hanusch, Kunibert; Wolf, Hans Uwe (2008). "Arsénico y compuestos de arsénico". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . doi :10.1002/14356007.a03_113.pub2. ISBN 978-3527306732.