Arsenato
sal o éster del ácido arsénico
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El arsenato o arseniato es un ion con la fórmula química AsO3−
4.[1] El enlace en el arsenato consiste en un átomo central de arsénico, con estado de oxidación +5, unido por un enlace doble a un átomo de oxígeno y por un 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 fósforo, el arsenato comparte 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 seres vivos.[5][6] En agua se disuelven solamente los arsenatos de los metales alcalinos y de amonio; son sustancias cristalinas e incoloras.
Presencia natural
Los arseniatos se encuentran de forma natural, en forma hidratada y anhidra, en diversos minerales. Entre los 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, el diarseniato de zinc: Zn3(AsO4)2.
Especiación
Dependiendo del pH, el arseniato se puede encontrar como:[10]
- Ácido arsénico: H3AsO4 -> En condiciones fuertemente ácidas.
- Ion dihidrógeno-arsenato: H2AsO4- -> En condiciones débilmente ácidas.
- Ion hidrógeno-arsenato: HAsO42- -> En condiciones débilmente alcalinas, existe como
- Ion Arsenato:AsO43- -> En condiciones fuertemente básicas.
A un pH dado, la distribución de estas especies de arseniato puede determinarse a partir de sus respectivas constantes de disociación ácida.[9]
- H
3AsO
4 + H
2O ⇌ H
2AsO−
4 + [H
3O]+
(pKa1 = 2.19) - H
2AsO−
4 + H
2O ⇌ HAsO2−
4 + [H
3O]+
(pKa2 = 6.94) - HAsO2−
4 + H
2O ⇌ AsO3−
4 + [H
3O]+
(pKa3 = 11.5)
Estos valores son similares a los del ácido fosfórico. El arseniato de hidrógeno y el arseniato de dihidrógeno predominan en solución acuosa con un pH cercano a la neutralidad.[9]
El potencial de reducción (pE) de una solución también afecta la especiación del arseniato. En aguas naturales, el contenido de oxígeno disuelto es el principal factor que influye en el potencial de reducción. Los arseniatos se encuentran en aguas oxigenadas, que tienen un pE elevado, mientras que los arsenitos son las principales especies de arsénico en aguas anóxicas con un pE bajo.[8]
Un diagrama de Pourbaix muestra la influencia combinada del pH y el pE en la especiación del arseniato.
Envenenamiento por arsenato
El arsenato 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 arsenato reemplaza al fosfato inorgánico en la etapa de la glucólisis que produce 1,3-bisfosfoglicerato a partir del gliceraldehído 3-fosfato. Esto produce 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.[11][12]
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.[12]
