Desproporción
En química , la desproporción , a veces llamada dismutación , es una reacción redox en la que un compuesto de estado de oxidación intermedio se convierte en dos compuestos, uno de estado de oxidación superior y otro de estado de oxidación inferior. [1] [2] De manera más general, el término se puede aplicar a cualquier reacción desimetrizante del siguiente tipo: 2 A → A '+ A ", independientemente de si se trata de un proceso redox o de algún otro tipo. [3]
Ejemplos de
El cloruro de mercurio (I) se desproporciona con la irradiación UV:
- Hg 2 Cl 2 → Hg + HgCl 2
El ácido fosforoso se desproporciona con el calentamiento para dar ácido fosfórico y fosfina :
- 4 H
3correos
3→ 3 H 3 PO 4 + PH 3
Como se mencionó anteriormente, las reacciones de desimetrización a veces se denominan desproporción, como lo ilustra la degradación térmica del bicarbonato:
- 2 HCO-
3→ CO2−
3+ H 2 CO 3
Los números de oxidación permanecen constantes en esta reacción ácido-base. Este proceso también se llama autoionización.
Otra variante de la desproporción es la desproporción radical , en la que dos radicales forman un alcano y un alqueno.
Reacción inversa
Lo contrario de la desproporción, como cuando un compuesto en un estado de oxidación intermedio se forma a partir de precursores de estados de oxidación más bajos y más altos, se llama comproporción , también conocida como sinproporción .
Historia
La primera reacción de desproporción que se estudió en detalle fue:
- 2 Sn 2+ → Sn 4+ + Sn
Esto fue examinado usando tartratos por Johan Gadolin en 1788. En la versión sueca de su artículo lo llamó 'söndring'. [4] [5]
Más ejemplos
- El cloro gaseoso reacciona con hidróxido de sodio diluido para formar cloruro de sodio , clorato de sodio y agua . La ecuación iónica de esta reacción es la siguiente: [6]
- 3 Cl 2 + 6 OH - → 5 Cl - + ClO 3 - + 3 H 2 O
- El reactivo de cloro está en estado de oxidación 0. En los productos, el cloro en el ion Cl - tiene un número de oxidación de -1, habiendo sido reducido, mientras que el número de oxidación del cloro en el ion ClO 3 - es +5, lo que indica que ha sido oxidado.
- Las descomposiciones de numerosos compuestos interhalogenados implican desproporción. El fluoruro de bromo experimenta una reacción de desproporción para formar trifluoruro de bromo y bromo : [7]
- 3 BrF → BrF 3 + Br 2
- La dismutación del radical libre superóxido en peróxido de hidrógeno y oxígeno , catalizada en los sistemas vivos por la enzima superóxido dismutasa :
- 2 O 2 - + 2 H + → H 2 O 2 + O 2
- El estado de oxidación del oxígeno es -1/2 en el anión de radical libre superóxido, -1 en el peróxido de hidrógeno y 0 en el dióxido.
- En la reacción de Cannizzaro , un aldehído se convierte en un alcohol y un ácido carboxílico . En la reacción de Tishchenko relacionada , el producto de reacción redox orgánico es el éster correspondiente . En el reordenamiento de Kornblum-DeLaMare , un peróxido se convierte en una cetona y un alcohol.
- La desproporción de peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno catalizada por el yoduro de potasio o la enzima catalasa :
- 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2
- En la reacción de Boudouard , el monóxido de carbono se desproporciona en carbono y dióxido de carbono . La reacción es por ejemplo utilizado en el HiPco método para producir nanotubos de carbono , de alta presión de monóxido de carbono se desproporciona cuando catalizada en la superficie de una partícula de hierro:
- 2 CO → C + CO 2
- El nitrógeno tiene estado de oxidación +4 en dióxido de nitrógeno , pero cuando este compuesto reacciona con el agua, se forma tanto de ácido nítrico y ácido nitroso , en donde el nitrógeno tiene estados de oxidación 5 y 3, respectivamente:
- 2 NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2
- La ditionita se somete a hidrólisis ácida a tiosulfato y bisulfito : [ cita requerida ]
- 2 S
2O2−
4+ H
2O → S
2O2−
3+ 2 HSO-
3
- La ditionita también se somete a hidrólisis alcalina a sulfito y sulfuro : [ cita requerida ]
- 3 Na
2S
2O
4+ 6 NaOH → 5 Na
2ASI QUE
3+ Na
2S + 3 H
2O
- El ditionato se prepara a mayor escala oxidando una solución acuosa enfriada de dióxido de azufre con dióxido de manganeso : [ cita requerida ] [8]
- 2 MnO
2+ 3 ASÍ
2→ MnS
2O
6+ MnSO
4[9]
Bioquímica
En 1937, Hans Adolf Krebs , quien descubrió el ciclo del ácido cítrico que lleva su nombre, confirmó la dismutación anaeróbica del ácido pirúvico en ácido láctico , ácido acético y CO 2 por ciertas bacterias según la reacción global: [10]
- 2 ácido pirúvico + H 2 O → ácido láctico + ácido acético + CO 2
La dismutación del ácido pirúvico en otras moléculas orgánicas pequeñas (etanol + CO 2 , o lactato y acetato, dependiendo de las condiciones ambientales) también es un paso importante en las reacciones de fermentación . Las reacciones de fermentación también pueden considerarse reacciones bioquímicas de desproporción o dismutación . De hecho, el donante y aceptor de electrones en las reacciones redox que suministran la energía química en estos complejos sistemas bioquímicos son las mismas moléculas orgánicas que actúan simultáneamente como reductor u oxidante .
Otro ejemplo de reacción de dismutación bioquímica es la desproporción de acetaldehído en etanol y ácido acético . [11]
Mientras que en la respiración los electrones se transfieren del sustrato ( donante de electrones ) a un aceptor de electrones , en la fermentación parte de la molécula del sustrato acepta los electrones. La fermentación es, por tanto, un tipo de desproporción y no implica un cambio global en el estado de oxidación del sustrato. La mayoría de los sustratos fermentativos son moléculas orgánicas. Sin embargo, un tipo raro de fermentación también puede implicar la desproporción de compuestos de azufre inorgánicos en ciertas bacterias reductoras de sulfato . [12]
Ver también
- Comproporción
- Dismutasa
- Oxidorreductasa
- Fermentación (bioquímica)
- Ciclo del ácido cítrico
Referencias
- ^ Shriver, DF; Atkins, PW; Overton, TL; Rourke, JP; Weller, MT; Armstrong, FA “Química inorgánica” WH Freeman, Nueva York, 2006. ISBN 0-7167-4878-9 .
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " desproporción ". doi : 10.1351 / goldbook.D01799
- ↑ Gadolin Johan (1788) K. Sv. Veterinario. Acad. Handl. 1788, 186-197.
- ^ Gadolin Johan (1790) Crells Chem. Annalen 1790, I, 260-273.
- ^ Charlie Harding, David Arthur Johnson, Rob Janes, (2002), Elementos del bloque P , publicado por la Royal Society of Chemistry, ISBN 0-85404-690-9
- ^ Medios no acuosos .
- ^ [1]
- ^ J. Meyer y W. Schramm, Z. Anorg. Chem., 132 (1923) 226. Citado en: A Comprehensive Treatise on Theoretical and Inorganic Chemistry, por JW Meller, John Wiley and Sons, Nueva York, vol. XII, pág. 225.
- ^ Krebs, HA (1937). "LXXXVIII - Dismutación de ácido pirúvico en gonoccus y estafilococos" . Biochem. J . 31 (4): 661–671. doi : 10.1042 / bj0310661 . PMC 1266985 . PMID 16746383 .
- ^ Base bioquímica de la dismutación del acetaldehído mitocondrial en Saccharomyces cerevisiae
- ^ Bak, Friedhelm; Cypionka, Heribert (1987). "Un nuevo tipo de metabolismo energético que implica la fermentación de compuestos inorgánicos de azufre". Naturaleza . 326 (6116): 891–892. Código Bibliográfico : 1987Natur.326..891B . doi : 10.1038 / 326891a0 . PMID 22468292 . S2CID 27142031 .
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