arseniato

El arseniato es un ion con la fórmula química AsO 3− 4 . ^{[ 1 ]} El enlace en el arseniato consiste en un átomo central de arsénico , con estado de oxidación +5, unido mediante doble enlace a un átomo de oxígeno y mediante 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 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 un radio atómico similar al del fósforo , el arseniato comparte una 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 ]}

Los arseniatos se encuentran de forma natural, 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 denomina diarseniato, por ejemplo, diarseniato de zinc, Zn ₃ (AsO ₄ ) ₂ .

Los plaguicidas a base de arseniato, como el arseniato de hidrógeno y plomo, se usaban comúnmente hasta que fueron reemplazados por plaguicidas más nuevos, como el DDT , y posteriormente prohibidos por múltiples organismos reguladores debido a preocupaciones para la 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 minoritario utilizado en el pigmento azul egipcio empleado por los antiguos egipcios y romanos . ^{[ 10 ]} El pigmento violeta de cobalto se elaboraba a partir de arseniato de cobalto antes de que su toxicidad provocara 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 sobre la 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 ]}

Dependiendo del pH , el arseniato puede encontrarse como arseniato trihidrógeno (es decir, _ácido arsénico H₃AsO₄ ₎ , arseniato dihidrógeno ( _{H₂AsO₄⁻} ) , arseniato de hidrógeno ( HAsO₂⁻₄ ) o arseniato ( AsO₃⁻₄ ). ^{[ 5 ]} El arseniato trihidrógeno también se conoce como ácido arsénico . A un pH dado, la distribución de estas especies de arseniato puede determinarse 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)

H₂AsO₄⁻ ₊ H₂O ⇌ HAsO₄⁻ + [ _H₃O ] ^⁺  ( pKa₂ = _6,94 )​​​​_​

HAsO 2− 4 + H ₂ O ⇌ AsO 3− 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 arseniato. En aguas naturales, el contenido de oxígeno disuelto es el factor principal que influye en el potencial de reducción. Los arseniatos 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 la pe en la especiación del arseniato.

Los arseniatos, junto con los arsenitos, son una fuente importante de contaminación en algunas fuentes de agua naturales y pueden provocar intoxicación por arsénico con la exposición repetida. ^{[ 18 ] [ 19 ]} Los países con altos niveles de minerales de arsénico en sedimentos y rocas, como Bangladesh , corren un riesgo especial de contaminación por arseniato. ^{[ 20 ] [ 19 ]}

El arseniato es perjudicial para los 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 la etapa de la glucólisis que produce 1,3-bisfosfoglicerato a partir de gliceraldehído 3-fosfato . Esto genera 1-arseno-3-fosfoglicerato , que es inestable y se hidroliza rápidamente , formando el siguiente intermediario en la vía metabólica, el 3-fosfoglicerato . Por lo tanto, la glucólisis continúa, pero se pierde la molécula de ATP que se generaría a partir del 1,3-bisfosfoglicerato ; el arseniato es un desacoplador de la glucólisis, lo que explica su toxicidad. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

Al igual que 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 lo tanto, resultando en una mayor pérdida de ATP. ^{[ 22 ]}

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