Réactions acide-baseEdit
Les solutions de bisulfite sont généralement préparées par traitement du dioxyde de soufre avec une base aqueuse:
SO2 + OH- → HSO3-
HSO3- est la base conjuguée de l’acide sulfureux, (H2SO3), qui n’existe pas en phase aqueuse. Un équilibre beaucoup plus cohérent avec les preuves spectroscopiques est :
SO2 + H2O ⇌ HSO3- + H+
HSO3- est une espèce acide faible avec un pKa de 6,97. Sa base conjuguée est l’ion sulfite, SO32-:
HSO3- ⇌ SO32- + H+
Équilibres de déshydratation/hydratationEdit
Une tentative d’isolement des sels communs du bisulfite entraîne une déshydratation de l’anion avec formation de métabisulfite (S
2O2-
5), également appelé disulfite :
2 HSO3- ⇌ S2O52- + H2O
En raison de cet équilibre, les sels de sodium et de potassium anhydres de bisulfite ne peuvent pas être obtenus. Cependant, il existe quelques rapports de bisulfites anhydres avec de grands contre-ions.
Réactions redoxEdit
Le bisulfite est un bon agent réducteur, notamment pour l’épuration de l’oxygène :
2 HSO3- + O2 → 2 SO42- + 2 H+
Ses propriétés réductrices sont exploitées pour précipiter l’or de l’acide aurique (or dissous dans l’eau régale) et réduire le chrome hexavalent en chrome trivalent. Dans la chloration de l’eau, le bisulfite de sodium est utilisé pour réduire le « chlore » résiduel qui peut avoir un impact négatif sur la vie aquatique.
Synthèse organiqueEdit
En chimie organique, le « bisulfite de sodium » est un réactif de routine mais sa composition est connue de façon imprécise. Le bisulfite de sodium est utilisé de manière interchangeable avec le métabisulfite de sodium, qui est Na2S2O5 sous forme solide mais qui se dissout pour donner une solution de Na+HSO3-.
Le bisulfite forme des adduits avec l’aldéhyde et avec certaines cétones cycliques pour donner des acides α-hydroxysulfoniques. Cette réaction est utile pour la purification des aldéhydes. Les produits d’addition du bisulfite précipitent sous forme de solides à partir de la solution. La réaction peut être inversée en base. Des exemples de tels procédés sont décrits pour le benzaldéhyde, la 2-tétralone, le citral, l’ester éthylique de l’acide pyruvique et le glyoxal. Dans la réaction d’expansion de cycle de la cyclohexanone avec le diazald, la réaction du bisulfite est rapportée pour permettre la différenciation entre le produit primaire de la réaction, la cycloheptanone, et le contaminant principal, la cyclooctanone.
Une autre utilisation du bisulfite en chimie organique est comme agent réducteur doux, par exemple pour éliminer les traces ou les quantités excessives de chlore, brome, iode, sels d’hypochlorite, esters d’osmate, trioxyde de chrome et permanganate de potassium. Le bisulfite de sodium est un agent de décoloration dans les procédures de purification car il réduit les agents oxydants fortement colorés, les alcènes conjugués et les composés carbonylés.
Le bisulfite est également l’ingrédient clé de la réaction de Bucherer. Dans cette réaction, un groupe hydroxyle aromatique est converti en groupe amine correspondant. Il s’agit d’une réaction réversible. La première étape de cette réaction est une réaction d’addition du bisulfite de sodium à une double liaison aromatique. La synthèse du carbazole de Bucherer est une réaction organique apparentée qui utilise le bisulfite de sodium comme réactif.
Séquençage de l’ADN au bisulfiteModifier
Le bisulfite de sodium est utilisé dans l’analyse de l’état de méthylation des cytosines dans l’ADN.
Dans cette technique, le bisulfite de sodium désamine la cytosine en uracile, mais n’affecte pas la 5-méthylcytosine, une forme méthylée de la cytosine avec un groupe méthyle attaché au carbone 5.
Lorsque l’ADN traité au bisulfite est amplifié par réaction en chaîne par polymérase, l’uracile est amplifié en tant que thymine et les cytosines méthylées sont amplifiées en tant que cytosine. Des techniques de séquençage de l’ADN sont ensuite utilisées pour lire la séquence de l’ADN traité au bisulfite. Les cytosines qui sont lues comme des cytosines après le séquençage représentent des cytosines méthylées, tandis que celles qui sont lues comme des thymines représentent des cytosines non méthylées dans l’ADN génomique.