Arsenaat

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Het arsenaation

Het ion arsenaat heeft de chemische formule AsO43−. Hierin heeft het arseenatoom de valentie 5 en wordt aangeduid als vijfwaardig arseen: As(V). Het moleculair gewicht van dit ion bedraagt 138,919 g/mol. Het arsenaat-anion is tetraëdisch opgebouwd met een afstand As-O van 174 nm. Arsenaten gelijken in chemisch opzicht goed op fosfaten en zijn er over het algemeen ook isomorf ermee, omdat arseen en fosfor voorkomen in dezelfde groep van het periodiek systeem.

Diverse ionen[bewerken]

Zoals bij fosfor bestaan er drie homologe reeksen arsenaten : (MH2AsO4), (M2HAsO4) en (M3AsO4) (met M = eenwaardig metaal).

  • In zure oplossingen komt dit ion voor als arseen(V)zuur H3AsO4;
  • In zwakzure oplossingen komt het voor als dihydrogenoarsenaat H2AsO4
  • In zwakbasische oplossingen komt het voor als hydrogenoarsenaat HAsO42−
  • In basische oplossingen komt het voor als het arsenaation AsO43−.
Scorodiet FeAsO4·2H2O, een orthorombisch arsenaatmineraal

Er bestaan ook fluoroarsenaten in de vorm van MI2[As2F8O2]-verbindingen met arseenatomen die octaëdrisch gecoördineerd worden door vier fluorideionen en twee brugvormende zuurstofatomen. [1]

Voorkomen[bewerken]

Een arsenaatmineraal is elk mineraal dat arsenaat als anion heeft. Hierbij dient men onderscheid te maken tussen mineralen met kristalwater en mineralen zonder kristalwater. In tegenstelling met fosfaatmineralen, ontstaan de arsenaten op secundaire wijze door verwering.

Voorbeelden: Adamiet, Annabergiet, Beudantiet (ook sulfaat), β-Roseliet, Chalcophylliet, Conichalciet, Erythriet, Euchroïet, Farmacoliet, Farmacosideriet, Legrandiet, Liroconiet, Mimetiet, Oliveniet, Roseliet, Scorodiet en Tyroliet

Arsenaatvergiftiging[bewerken]

Arsenaat kan anorganisch fosfaat vervangen in het onderdeel van de glycolysereactie waarbij 1,3-bisfosfoglyceraat gevormd wordt. Hierbij ontstaat dan 1-arseno-3-fosfoglyceraat. Deze molecule is onstabiel en hydrolyseert vlug tot 3-fosfoglyceraat, de volgende intermediaire molecule in deze reeks reacties. Hierdoor gebeurt er dus wel glycolyse, maar de ATP die hierbij moest ontstaan uit 1,3-bisfosfoglyceraat is er niet. Immers arsenaat ontkoppelt de glycolysereactie, wat zijn toxiciteit verklaart.[2]

Gebruik door bepaalde bacteriën[bewerken]

Bepaalde bacteriën bekomen hun energie door oxidatie van bepaalde brandstoffen terwijl ze arsenaten reduceren tot arsenieten. Hierbij gebruiken ze arsenaatreductase-enzymen.

Men ontdekte in 2008 in de warme bronnen van Mono Lake in Californië een bacteriesoort die fotosynthese bekwam door arseenverbindingen te gebruiken in plaats van water. In deze versie van de fotosynthese worden arsenieten gebruikt als elektronendonoren met als eindproduct arsenaten en wordt er dus CO2 omgezet in biomassa. In normale fotosynthese wordt er water gebruikt als elektrondonor met moleculair zuurstof als eindproduct.

Men neemt aan dat dergelijke bacteriën, evenals bacteriën die zwavel- of ijzerverbindingen gebruiken, ontstonden vooraleer de conventionele zuurstofproducerende fotosynthese ongeveer 2,7 miljard jaren geleden ontstond.[3]

De bacterie NT-26 kan eveneens, door gebruik van zijn natuurlijke enzymen, arseniet omzetten in arsenaat. Dit is van belang voor het opschonen van besmet water, vermits arsenaat ongeveer 100 maal minder giftig is dan arseniet. Dit is een typisch voorbeeld van bioremediatie. [4]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. H. Dunken en W. Haase, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 1963, 3, 433
  2. (en) Case Studies in Environmental Medicine - Arsenic Toxicity
  3. (en) Arsenic-loving bacteria rewrite photosynthesis rules, Chemistry World, 15 August 2008
  4. Bacterie voor Bangladesh