Ácido arsénico (H3AsO4): propiedades, riesgos y usos
El ácido arsénico, arseniato de hidrógeno o ácido ortoarsénico, es un compuesto químico cuya fórmula es H3AsO4. Un oxácido de arsénico comprende un grupo oxo y tres grupos hidroxilo unidos a un átomo de arsénico central. Su estructura se presenta en la figura 1 (CHEBI:18231 – arsenic acid, S.F.).
Su estructura es análoga al ácido fosfórico (Royal Society of Chemistry, 2015) y se puede reescribir de la siguiente manera AsO(OH)3. Este compuesto se prepara tratando trióxido de arsénico con óxido nítrico según la reacción: As2O3 + 2HNO3 + 2H2O → 2H3AsO4 + N2O3.
La solución resultante se enfría para dar cristales incoloros del hemihidrato H3AsO4 · ½H2O, aunque el dihidrato H3AsO4 · 2H2O se produce cuando la cristalización tiene lugar a temperaturas más bajas (Budavari, 1996).
El ácido arsénico es un compuesto en extremo tóxico. Muchas hojas de seguridad aconsejan evitar el contacto de ser posible.
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El ácido arsénico es un sólido higroscópico de color blanco. Su apariencia se muestra en la figura 2.
En solución acuosa, es un líquido higroscópico viscoso y transparente (National Center for Biotechnology Information. , 2017). Su peso molecular es de 141,94 g/mol y su densidad es 2,5 g/ml. Su punto de fusión es de 35,5 °C y su punto de ebullición es de 120 °C donde se descompone.
El ácido arsénico es muy soluble en agua pudiéndose disolver 16,7 g por cada 100 ml, también es soluble en alcohol. El compuesto tiene un pKa de 2,19 para la primera desprotonación y 6,94 y 11,5 para la segunda y la tercera desprotonación (Royal Society of Chemistry , 2015).
El ácido arsénico es un agente oxidante. Puede corroer acero y reacciona con metales galvanizados y latón.
Las soluciones de ácido arsénico pueden desarrollar arsina gaseosa (AsH3) muy tóxica al contacto con metales activos, tales como zinc y aluminio. Cuando se calienta a la descomposición, produce vapores tóxicos de arsénico metálico.
La solución es ligeramente ácida y un agente oxidante débil. Reacciona con álcalis para generar algo de calor y precipitar arseniatos (ARSENIC ACID, LIQUID, 2016).
El ácido arsénico es un compuesto estable, no combustible que puede ser corrosivo a los metales. El compuesto es altamente tóxico y un carcinógeno confirmado para los humanos.
La inhalación, la ingestión o el contacto de la piel con el material pueden causar lesiones graves o la muerte. El contacto con la sustancia fundida puede causar quemaduras severas en la piel y los ojos.
Evite el contacto con la piel. Los efectos del contacto o la inhalación pueden retrasarse. El fuego puede producir gases irritantes, corrosivos y / o tóxicos. Las aguas residuales producto de control o dilución de fuego puede ser corrosiva y / o tóxica y causar contaminación.
Los síntomas de envenenamiento con ácido arsénico son tos y falta de aliento en caso de inhalación. También puede aparecer enrojecimiento en la piel, dolor y sensación de ardor si entra en contacto con esta. Por último, los síntomas en caso de ingestión son enrojecimiento y dolor en los ojos, dolor de garganta, náusea, vómito, diarrea y convulsiones.
Se deben lavar con abundante agua por lo menos durante 15 minutos, levantando esporádicamente los párpados superior e inferior hasta que no haya evidencia de restos químicos.
Lavar inmediatamente con abundante agua y jabón durante al menos 15 minutos mientras se quita la ropa contaminada y los zapatos. Cubrir las quemaduras con un vendaje estéril seco (seguro, no apretado).
Enjuagar la boca y proporcionar a la víctima consciente grandes cantidades de agua para diluir el ácido. En este caso, se debe utilizar lavado gástrico y no inducir el vómito.
Se debe proporcionar respiración artificial si es necesario. No se debe usar el método de boca a boca si la víctima ha ingerido o inhalado la sustancia.
Se debe realizar la respiración artificial con la ayuda de una máscara de bolsillo equipada con una válvula unidireccional u otro dispositivo médico respiratorio adecuado. Se debe mover a la víctima a un sitio fresco y mantenerla caliente y en reposo.
En todos los casos se debe buscar atención médica inmediata (National Institute for Occupational Safety and Health, 2015).
El ácido arsénico es perjudicial para el medio ambiente. La sustancia es muy tóxica para los organismos acuáticos. Se deben tomar medidas para limitar la liberación de este compuesto químico.
El ácido arsénico, dada su alta toxicidad, tiene usos limitados. Sin embargo este compuesto se usaba como pesticida y esterilizante de suelos, aunque actualmente está obsoleto (University of Hertfordshire, 2016).
También se usa en el procesamiento de madera y como desecante en la producción de algodón desde el año 1995. El rociado en las plantas hace que las hojas se sequen rápidamente sin que estas se caigan. La planta necesita estar suficientemente seca para que las cápsulas de algodón puedan salir fácilmente.
El ácido arsénico es usado en la producción de vidrio. Aunque en los registros consideran la sustancia como intermediario, este uso del ácido arsénico parece más bien como un “agente de procesamiento”, similar al uso del trióxido diarsénico (As2O3) como agente de acabado.
Este compuesto rompe a los enlaces de oxígeno entre otros elementos a través de la reacción redox y produce oxígeno gaseoso que ayuda a eliminar las burbujas en el vidrio (Position Paper of the European Glass Industries on the, 2012).
El ácido arsanílico o ácido 4-aminofenilarsónico es un derivado del ácido ortoarsénico. Se usa como una medicina veterinaria antibacteriana arsenical utilizada en la prevención y el tratamiento de la disentería porcina (ARSENIC ACID, S.F.).
Arseniato es sal o éster de ácido arsénico que tiene un ión negativo de AsO43-. El arseniato se asemeja al fosfato en muchos aspectos, ya que el arsénico y el fósforo se producen en el mismo grupo (columna) de la tabla periódica.
El arseniato puede reemplazar al fosfato inorgánico en la etapa de glucólisis que produce 1, 3-bisfosfoglicerato, produciendo 1-arseno-3-fosfoglicerato en su lugar. Esta molécula es inestable y rápidamente se hidroliza, formando el intermedio siguiente en el camino, el 3-fosfoglicerato.
Por lo tanto, prosigue la glucólisis, pero la molécula de ATP que se generaría a partir de 1, 3-bisfosfoglicerato se pierde. El arseniato es un desacoplador de glucólisis, lo que explica su toxicidad.
Algunas especies de bacterias obtienen su energía oxidando diversos combustibles mientras que reducen los arseniatos para formar arsenitos. Las enzimas implicadas se conocen como arseniato reductasas.
En 2008, se descubrieron bacterias que emplean una versión de fotosíntesis con arsenitos como donadores de electrones, produciendo arseniatos (al igual que la fotosíntesis ordinaria usa el agua como donante de electrones, produciendo oxígeno molecular).
Los investigadores conjeturaron que históricamente estos organismos fotosintéticos produjeron los arseniatos que permitieron que las bacterias reductoras de arseniato prosperaran (Human Metabolome Database, 2017).
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