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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, con doble enlace a un átomo de oxígeno y con enlace 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 arseniato reacciona fácilmente con los metales para formar compuestos metálicos de arseniato . [2] [3] El arseniato 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 radio atómico similar al fósforo , el arseniato comparte geometría y reactividad similares con el fosfato . [5] El arseniato 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 natural.

Los arseniatos se encuentran naturalmente, en forma hidratada y anhidra , en una variedad de minerales . Ejemplos de minerales que contienen arseniato incluyen adamita , alarsita , annabergita , eritrita y legrandita . [7] Cuando dos iones arseniato equilibran la carga en una fórmula, se llama diarsenato, por ejemplo diarsenato de zinc, Zn 3 (AsO 4 ) 2 .

Usos

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

Los compuestos de arseniato de metales 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 fabricó 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 por la seguridad han llevado a la eliminación gradual de la madera tratada con CCA para proyectos residenciales en muchos países. [14] La ACC 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 arseniato y arsenito en el agua. Las aguas oxigenadas tienen un alto valor de pe y dominan las especies de arseniato. En agua desoxigenada, con baja pe, dominan las especies de arsenito. [16] [17]

Dependiendo del pH , el arseniato se puede encontrar como arseniato de trihidrógeno (es decir, ácido arsénico H 3 AsO 4 ), arseniato de dihidrógeno ( H 2 AsO−4), arseniato de hidrógeno ( HAsO2-4), o arseniato ( AsO3-4). [18] El arseniato de trihidrógeno también se conoce como ácido arsénico . A un pH dado , la distribución de estas especies de arseniato se puede determinar a partir de sus respectivas constantes de disociación ácida . [17]

H 3 AsO 4 + H 2 O ⇌ H 2 AsO−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] + 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 soluciones acuosas cercanas al pH neutro. [17]

El potencial de reducción (pe) de una solución también afecta la especiación de arseniato. En aguas naturales, el contenido de oxígeno disuelto es el principal factor que influye en el potencial de reducción. Los arseniatos se producen en aguas oxigenadas, que tienen una pe alta, mientras que los arsenitos son la principal especie de arsénico en aguas anóxicas con una pe baja. [dieciséis]

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

Contaminación

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

envenenamiento por arseniato

El arseniato es perjudicial para los seres humanos y los animales ya que interfiere con el funcionamiento normal de la glucólisis y el ciclo de Krebs . El arseniato reemplaza al fosfato inorgánico en el paso de la glucólisis que produce 1,3-bisfosfoglicerato a partir de gliceraldehído 3-fosfato . En su lugar , esto produce 1-arseno-3-fosfoglicerato , que es inestable y se hidroliza rápidamente , formando el siguiente intermedio en la ruta, 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 arseniato es un desacoplador de la glucólisis, lo que explica su toxicidad. [22] [23]

Como ocurre con otros compuestos de arsénico, el arseniato se une al ácido lipoico , inhibiendo la conversión de piruvato en acetil-CoA , bloqueando el ciclo de Krebs y, por tanto, provocando una mayor pérdida de ATP. [23]

Ver también

Referencias

  1. ^ PubChem. "Ión arseniato". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 2 de abril de 2023 .
  2. ^ abc "Mineral de arseniato | 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 de la IARC, Lyon (FR): Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer, ISBN 978-92-832-2217-0, PMID  33979075 , consultado el 2 de abril de 2023
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