Арсенит калия (KAsO 2 ) — неорганическое соединение, существующее в двух формах: метаарсенит калия (KAsO 2 ) и ортоарсенит калия (K 3 AsO 3 ). Он состоит из ионов арсенита (AsO 3 3− или AsO 2 − ), при этом мышьяк всегда находится в степени окисления +3. [3] Как и многие другие соединения, содержащие мышьяк, арсенит калия является высокотоксичным и канцерогенным для человека. Арсенит калия является основой раствора Фаулера , который исторически использовался в качестве лекарственного тоника , но из-за его токсичной природы его использование было прекращено. [4] [5] Однако арсенит калия до сих пор используется в качестве родентицида. [6]
Две уникальные формы арсенита калия можно объяснить разным числом атомов кислорода. Метаарсенит калия (KAsO 2 ) содержит два атома кислорода, один из которых связан с атомом мышьяка через двойную связь. Напротив, ортоарсенит калия (K 3 AsO 3 ) состоит из трех атомов кислорода, все из которых связаны с атомом мышьяка через одинарные связи. В каждом из этих случаев мышьяк существует в степени окисления +3 и известен как арсенит, отсюда и единое название, относящееся к двум различным структурам. [3] Кроме того, как мета-, так и орто-формы арсенита калия обладают идентичными свойствами.
Арсенит калия — неорганическая соль, которая существует в виде белого твердого вещества без запаха. Он в значительной степени растворим в воде и лишь немного растворим в спирте. Растворы арсенита калия содержат умеренные концентрации гидроксида и , таким образом, являются слегка основными. [7] Хотя арсенит калия негорюч, нагревание приводит к его разложению и образованию токсичных паров, которые включают арсин , оксиды мышьяка и оксиды калия . Арсенит калия также реагирует с кислотами, образуя токсичный газ арсин. [6]
Водный арсенит калия, более известный как раствор Фаулера, можно получить путем нагревания триоксида мышьяка (As 2 O 3 ) с гидроксидом калия (KOH) в присутствии воды. [8] [9] Реакция показана ниже.
В восемнадцатом веке английский врач Томас Фаулер (1736–1801) [10] использовал раствор арсенита калия, называемый раствором Фаулера, для лечения ряда состояний, включая анемию , ревматизм , псориаз , экзему , дерматит , астму , холеру и сифилис . Кроме того, в 1865 году потенциальное использование арсенита калия расширилось, поскольку раствор Фаулера был использован в качестве первого химиотерапевтического средства для лечения лейкемии , однако химиотерапевтические эффекты были лишь временными. Как ни удивительно, это конкретное использование было вдохновлено ролью арсенита калия в улучшении пищеварения и создании более гладкой шерсти у лошадей. [4] Арсенит калия также является ключевым неорганическим компонентом некоторых родентицидов, инсектицидов и гербицидов. Кроме того, его роль в качестве инсектицида также сделала его отличным консервантом древесины; Однако растворимость и токсичность сделали его потенциальным фактором риска для окружающей среды. [7]
Токсичность арсенита калия возникает из-за высокого сродства мышьяка к сульфгидрильным группам. Образование этих связей арсенит-сера ухудшает функциональность некоторых ферментов, таких как глутатионредуктаза , глутатионпероксидазы , тиоредоксинредуктаза и тиоредоксинпероксидаза. Все эти ферменты тесно связаны с защитой от свободных радикалов и метаболизмом пирувата . Таким образом, воздействие арсенита калия и других соединений, содержащих арсенит, приводит к образованию повреждающих свободных радикалов кислорода и остановке клеточного метаболизма. [11]
Кроме того, соединения, содержащие арсенит, также были названы канцерогенами. Канцерогенность арсенита калия возникает из-за его способности ингибировать репарацию и метилирование ДНК. Это нарушение клеточного механизма может привести к раку, поскольку клетки больше не могут восстанавливать или останавливать мутации, и в результате возникает опухоль. [12] Все эти состояния демонстрируют опасную природу арсенита калия и других соединений, содержащих арсенит. Об этом свидетельствует LD 50 14 мг/кг для крыс и TDL 74 мг/кг для людей. [13]