Bisulfito - Bisulfite
El ion bisulfito ( nomenclatura recomendada por la IUPAC : hidrogenosulfito ) es el ion HSO 3 - . Las sales que contienen el ion HSO 3 - se denominan bisulfitos, también conocidos como "lejías de sulfito".
Estructura
El bisulfito, especialmente como su sal sódica, es un reactivo de rutina, pero su composición no está bien especificada. El bisulfito de sodio se usa intercambiable con el metabisulfito de sodio , que es Na 2 S 2 O 5 como un sólido pero se disuelve para dar una solución de Na + HSO 3 - .
El protón en el bisulfito viaja entre S y O. El tautómero HO se ha observado mediante espectroscopía de 17 O NMR . El C 3v estructura ( "tautómero SA") está soportado por cristalografía de rayos X . Los espectros Raman muestran una ν (banda S – H a 2500 cm −1 ).
Reacciones
Reacciones ácido-base
Las soluciones de bisulfito se preparan típicamente mediante el tratamiento de dióxido de azufre con una base acuosa:
- SO 2 + OH - → HSO 3 -
HSO 3 - es la base conjugada del ácido sulfuroso , (H 2 SO 3 ), que no existe en la fase acuosa. Un equilibrio que es mucho más consistente con la evidencia espectroscópica es:
- SO 2 + H 2 O ⇌ HSO 3 - + H +
HSO 3 - es una especie ácida débil con un p K a de 6,97. Su base conjugada es el ion sulfito , SO 3 2− :
- HSO 3 - ⇌ SO 3 2− + H +
Equilibrios de deshidratación / hidratación
El intento de aislamiento de las sales comunes de bisulfito da como resultado la deshidratación del anión con formación de metabisulfito ( S
2O2−
5), también conocido como disulfito:
- 2 HSO 3 - ⇌ S 2 O 5 2− + H 2 O
Debido a este equilibrio, no se pueden obtener sales anhidras de sodio y potasio de bisulfito. Sin embargo, hay algunos informes de bisulfitos anhidros con grandes contraiones .
Reacciones redox
El bisulfito es un buen agente reductor , especialmente para depurar con oxígeno:
- 2 HSO 3 - + O 2 → 2 SO 4 2− + 2 H +
Sus propiedades reductoras se aprovechan para precipitar el oro del ácido áurico (oro disuelto en agua regia ) y reducir el cromo hexavalente a cromo trivalente. En la cloración del agua , el bisulfito de sodio se usa para reducir el 'cloro' residual que puede tener un impacto negativo en la vida acuática.
Síntesis orgánica
En química orgánica , el " bisulfito de sodio " se usa para formar aductos con aldehído y con ciertas cetonas cíclicas . Estos aductos son ácidos α- hidroxisulfónicos . Esta reacción es útil para la purificación de aldehídos. Los aductos de bisulfito precipitan como sólidos de la solución. La reacción se puede invertir en base. Se describen ejemplos de tales procedimientos para benzaldehído , 2-tetralona , citral , el éster etílico del ácido pirúvico y glioxal . En la reacción de expansión del anillo de ciclohexanona con diazald , se informa que la reacción del bisulfito permite la diferenciación entre el producto de reacción primario cicloheptanona y el principal contaminante ciclooctanona.
Otro uso del bisulfito en química orgánica es como un agente reductor suave , por ejemplo, para eliminar trazas o cantidades excesivas de cloro , bromo , yodo , sales de hipoclorito , ésteres de osmato , trióxido de cromo y permanganato de potasio . El bisulfito de sodio es un agente decolorante en los procedimientos de purificación porque reduce los agentes oxidantes fuertemente coloreados, los alquenos conjugados y los compuestos carbonílicos.
El bisulfito también es el ingrediente clave en la reacción de Bucherer . En esta reacción, un grupo hidroxilo aromático se convierte en el grupo amina correspondiente . Esta es una reacción reversible . El primer paso en esta reacción es una reacción de adición de bisulfito de sodio a un doble enlace aromático . La síntesis de carbazol de Bucherer es una reacción orgánica relacionada que utiliza bisulfito de sodio como reactivo.
Secuenciación de ADN de bisulfito
El bisulfito de sodio se utiliza en el análisis del estado de metilación de las citosinas en el ADN .
En esta técnica, el bisulfito de sodio desamina la citosina en uracilo , pero no afecta a la 5-metilcitosina , una forma metilada de citosina con un grupo metilo unido al carbono 5.
Cuando el ADN tratado con bisulfito se amplifica mediante la reacción en cadena de la polimerasa , el uracilo se amplifica como timina y las citosinas metiladas se amplifican como citosina. A continuación, se utilizan técnicas de secuenciación de ADN para leer la secuencia del ADN tratado con bisulfito. Las citosinas que se leen como citosinas después de la secuenciación representan citosinas metiladas, mientras que las que se leen como timinas representan citosinas no metiladas en el ADN genómico.
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