Reazioni acido-baseModifica
Le soluzioni di bisolfito sono tipicamente preparate dal trattamento del biossido di zolfo con una base acquosa:
SO2 + OH- → HSO3-
HSO3- è la base coniugata dell’acido solforoso, (H2SO3), che non esiste in fase acquosa. Un equilibrio che è molto più coerente con l’evidenza spettroscopica è:
SO2 + H2O ⇌ HSO3- + H+
HSO3- è una specie acida debole con un pKa di 6,97. La sua base coniugata è lo ione solfito, SO32-:
HSO3- ⇌ SO32- + H+
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Il tentativo di isolamento dei sali comuni di bisolfito risulta nella disidratazione dell’anione con formazione di metabisolfito (S
2O2-
5), noto anche come disolfito:
2 HSO3- ⇌ S2O52- + H2O
A causa di questo equilibrio, i sali anidri di sodio e di potassio del bisolfito non possono essere ottenuti. Tuttavia, ci sono alcuni rapporti di bisolfiti anidri con grandi controioni.
Reazioni RedoxModifica
Il bisolfito è un buon agente riducente, specialmente per il lavaggio dell’ossigeno:
2 HSO3- + O2 → 2 SO42- + 2 H+
Le sue proprietà riducenti sono sfruttate per precipitare l’oro dall’acido aurico (oro dissolto in acqua regia) e ridurre il cromo esavalente a cromo trivalente. Nella clorazione dell’acqua, il bisolfito di sodio è usato per ridurre il “cloro” residuo che può avere un impatto negativo sulla vita acquatica.
Sintesi organicaModifica
In chimica organica, il “bisolfito di sodio” è un reagente di routine ma la sua composizione è imprecisamente nota. Il bisolfito di sodio è usato in modo intercambiabile con il metabisolfito di sodio, che è Na2S2O5 come solido ma si dissolve per dare una soluzione di Na+HSO3-.
Il bisolfito forma addotti con aldeide e con certi chetoni ciclici per dare acidi α-idrossisolfonici. Questa reazione è utile per la purificazione delle aldeidi. Gli addotti bisolfito precipitano come solidi dalla soluzione. La reazione può essere invertita in base. Esempi di tali procedure sono descritti per la benzaldeide, il 2-tetralone, il citrale, l’estere etilico dell’acido piruvico e il gliossale. Nella reazione di espansione ad anello di cicloesanone con diazald, la reazione del bisolfito è segnalata per permettere la differenziazione fra il prodotto primario di reazione cycloheptanone ed il contaminante principale cyclooctanone.
Un altro uso del bisolfito nella chimica organica è come agente riducente delicato, per esempio per rimuovere le tracce o le quantità in eccesso di cloro, bromo, iodio, sali dell’ipoclorito, esteri di osmato, triossido di cromo e permanganato di potassio. Il bisolfito di sodio è un agente di decolorazione nelle procedure di purificazione perché riduce agenti ossidanti fortemente colorati, alcheni coniugati e composti carbonilici.
Il bisolfito è anche l’ingrediente chiave nella reazione di Bucherer. In questa reazione un gruppo idrossile aromatico viene convertito nel gruppo amminico corrispondente. Questa è una reazione reversibile. Il primo passo di questa reazione è una reazione di addizione del bisolfito di sodio a un doppio legame aromatico. La sintesi del carbazolo di Bucherer è una reazione organica correlata che utilizza il bisolfito di sodio come reagente.
Sequenziamento del DNA con bisolfitoModifica
Il bisolfito di sodio è usato nell’analisi dello stato di metilazione delle citosine nel DNA.
In questa tecnica, il bisolfito di sodio deamina la citosina in uracile, ma non influisce sulla 5-metilcitosina, una forma metilata di citosina con un gruppo metile attaccato al carbonio 5.
Quando il DNA trattato con bisolfito viene amplificato tramite la reazione a catena della polimerasi, l’uracile viene amplificato come timina e le citosine metilate vengono amplificate come citosina. Le tecniche di sequenziamento del DNA vengono poi utilizzate per leggere la sequenza del DNA trattato con bisolfito. Quelle citosine che vengono lette come citosine dopo il sequenziamento rappresentano le citosine metilate, mentre quelle che vengono lette come timine rappresentano le citosine non metilate nel DNA genomico.