ASAM FOSFOTUNGSTAT: PENGENDAP PROTEIN DAN PEWARNA HIDTOLOGI

ASAM FOSFOTUNGSTAT (PTA), asam tungstofosfat (TPA), ialah suatu asam heteropoli dengan rumus kimia H3PW12O40.  Ini biasanya terdapat sebagai suatu hidrat.  EPTA ialah nama dari asam fosfotungstat etanolat, larutan alkoholnya digunakan dalam biologi. Asam ini memiliki penampilan kristal berwarna-keabu-abuan atau agak kuning-hijau, kecil dengan titik leleh 89 °C (24 H2O hidrat). Asam ini tidak berbau dan larut dalam air (200 gr/100 ml). Ia tidak terlalu beracun, tetapi iritasi asam ringan. Senyawa ini dikenal dengan berbagai nama dan akronim yang berbeda (lihat bagian ‘nama lain’).

Dengan nama ini “12” atau “dodeka” mencerminkan kenyataan bahwa anionnya mengandung 12 atom tungsten. Beberapa pekerja masa lalu yang tidak mengetahui strukturnya, seperti Hsien Wu, menyebutnya asam fosfo-24-tungstat, merumuskannya sebagai 3H2O.P2O5 24WO3.59H2O, (P2W24O80H6).29H2O, yang dengan tepat mengidentifkasi perbandingan atom dari P, W dan O. Rumus ini masih dikutip dalam karya ilmiah hingga akhir tahun 1970-an.

Asam fosfotungstat digunakan dalam histologi sebagai komponen pewarnaan spesimen sel, sering bersama dengan hematoksilin sebagai PTAH. Asam ini berikatan dengan fibrin, kolagen, dan serat jaringan ikat, dan menggantikan anion pewarna dari bahan tersebut, secara selektif menghilangkan warna mereka.

Asam fosfotungstat elektron rapat, buram karena elektron. Asam ini adalah pewarna negatif biasa untuk virus, saraf, polisakarida, dan materi jaringan biologis lain untuk mencitrakan melalui mikroskop elektron transmisi.

Nama IUPAC senyawa ini adalah Asam fosfotungstat; nama lainnya adalah Asam Tungstofosfat (TPA), Asam fosfotungstat (PTA, PWA), 12-Asam fosfotungstat, Asam 12-Tungstofosfat, Asam dodekatungstofosfat. Adapun sifat-sifatnya adala:

• Rumus molekul: H3PW12O40
• Berat molekul: 2880,2 gr/mol (anhidrat)
• Titik lebur: 89 °C (hidrat)

Struktur

Gouzerh merangkum pandangan sejarah pada struktur asam fosfotungstat menjelang penentuan Keggin tentang struktur sebagai:

• H7[P(W2O7)6] dilaporkan oleh Miolati dan selanjutnya dikembangkan oleh Rosenheim;
• H3[PO4W12O18(OH)36] (Pauling)

Struktur ini ditentukan oleh J.F Keggin pertama kali diterbitkan pada tahun  1933 dan kemudian pada 1934 dan secara umum dikenal sebagai struktur Keggin. Anionnya memiliki tetrahedral simetri penuh dan terdiri dari kandang dua belas atom tungsten yang dihubungkan oleh atom oksigen dengan atom fosfor di pusatnya.Gambar di bawah ini menunjukkan koordinasi oktahedral dari atom-atom oksigen sekitar atom tungsten, dan bahwa permukaan anionnya memiliki baik jembatan maupun atom-atom oksigen terminal. Penyelidikan selanjutnya menunjuk-kan bahwa senyawa ini adalah sebuah heksahidrat bukan pentahidrat seperti yang telah dilaporkan Keggin.

Pembuatan dan Sifat Kimia

Asam fosfotungstat dapat dibuat melalui reaksi natrium tungstat, Na2WO4.2H2O, dengan asam fosfat, H3PO4, diasamkan dengan asam hidroklorida, HCl.

Larutan asam fosfotungstat terurai karena meningkatnya pH. Sebuah dekomposisi bertahap telah ditentukan dan komposisi perkiraan pada berbagai nilai pH dapat dilihat dalam Tabel-2.1.

Spesies [PW11O39]7- adalah lacunary, atau ion Keggin cacat. [P2W18O62]6- memiliki struktur Dawson. Pada pH kurang dari 8, kehadiran etanol atau aseton menstabilkan anion, [PW12O40]3-, mengurangi dekomposisi.

Tabel-2.1. Perkiraan dekomposisi pada berbagai pH
pH	Komponen dasar
1,0 2,2 3,5 5,4 7,3 8,3	[PW12O40]3− [PW12O40]3−, [P2W21O71]6−, [PW11O39]7− [PW12O40]3−, [P2W21O71]6−, [PW11O39]7−, [P2W18O62]6−, [P2W19O67]10− [P2W21O71]6−, [PW11O39]7−, [P2W18O62]6− [PW9O34]9− PO43−, WO42−

Asam tungstenfosfat stabil secara termal hingga 400 °C, dan lebih stabil dari analognya asam asam silikotungstat,  H4SiW12O40.

Jumlah besar molekul polar seperti piridina diserap pada fase curah dan tidak mudah pada permukaannya. Studi NMR keadaan padat dari etanol yang diserap pada fase curah menunjukkan bahwa baik dimer berprotonasi, (C2H5OH)2H+)  maupun monomer, (C2H5OH2+) ada.

Asam fosfotungstat kurang sensitif terhadap reduksi dibandingkan asam fosfomolibdat. Reduksi dengan asam urat atau besi(II) sulfat menghasilkan senyawa berwarna coklat. Asam silikotungstat terkait bila direduksi membentuk membentuk senyawa berwarna coklat serupa di mana salah dari empat unit  W3 dalam struktur Keggin menjadi  kluster berikatan logam-logam dari tiga W(IV) oktahedra berbagi tepi.

Asam fosfotungstat adalah yang terkuat dari asam heteropoli. Basa konjugatnya ialah anion PW12O403− . Keasamannya dalam asam asetat telah diselidiki dan menunjukkan bahwa tiga proton berdisosiasi secara bebas yang lebih baik dari yang berurutan, dan bagian asamnya dengan kekuatan yang sama. Satu perkiraan keasaman ialah bahwa zat padat memiliki keasaman yang lebih kuat dari H0 = −13,16, yang akan memenuhi syarat sebagai senyawa superasam a. Kekuatan asam Ini berarti bahwa bahkan pada pH rendah asam ini terurai sepenuhnya.

Kegunaan

Katalis

Secara umum dengan asam heteropili lain asam fosfotungstat adalah suatu katalis dan keasamannya dan stabilitas termalnya yang tinggi membuatnya pilihan yang sesuai bagi beberapa peneliti. Ini dalam larutan sebagai katalis homogen, dan sebagai katalis heterogen yang “didukung” pada substrat misalnya alumina, silika. Beberapa reaksi yang dikatalisis asam meliputi:

• Katalisis homogen dari hidrolisis propena memberikan 2-propanol;
• Katalisis homogen dari reaksi Prins;
• Katalisis heterogen dari dehidrasi 2-propanol menjadi propena dan metanol dengan hidrokarbon.

Pewarna dan Pigmen

Asam fosfotungstat telah digunakan untuk mengendapkan jenis pewarna yang berbeda seperti “danau”. Contohnya adalah pewarna basa dan pewarna trifenilmetana, misalnya turunan pararosalin.

Histologi

Asam fosfotungstat digunakan dalam histologi untuk mewarnai spesimen, sebagai reagen komponen asam fosfotungstat hematoksilin, PTAH, dan reagen  “trikrom” , dan sebagai pewarna negatif untuk pencitraan melalui mikroskop elektron transmisi.

Asam fosfotungstat hematoksilin—Phosphotungstic acid haematoxylin(PTAH). Mallory menggambarkan reagensia yang kini secara umum dikenal sebagai PTAH pada 1897. Jaringan yang diwarnai dengan PTAH berwarna coklat-kemerahan atau biru tergantung pada tipenya. Sifat pewarnaan yang simultan ini dua warna yang berbeda dari reagensia hematoksilin misalnya alum-hematoksilin. Peranan asam fosfotungstat dan mekanisme pewarnaannya tidak dipahami sepenuhnya. Komponen aktif yang menarik ini ialah bentuk teroksidasi, hematin, meskipun hal ini jarang diakui dalam literatur yang mengacu pada pewarnaan hematoksilin.

Asam fosfotungstat membentuk sebuah danau dengan hematin. Pembentukan reagensia ini tidak pasti, pengujian setahun lalu sampel menunjukkan ada tiga komponen berwarna, biru, merah dan kuning. Ini tidak diidentifikasi. Beberapa penyelidikan sistem “model”, bereaksi dengan berbagai senyawa seperti asam amino, purin, pirimidin dan amina dengan PTAH menunjukkan bahwa mereka menampilkan warna-warna yang berbeda.

Reagensia trikrom. Pada reagensia ini dua atau tiga pewarna dasar digunakan bersama asam fosfotungstat, baik dalam prosedur satu tahap atau banyak-tahap. Reagen ini mewarnai tipe jaringan berbeda dengan warna berbeda. Sekali lagi mekanisme pewarnaan tidak sepenuhnya dipahami. Beberapa penjelasantermasuk usulan bahwa asam fosfotungstat bertindak sebagai mordan untuk mengikat pewarna dengan jaringan atau bahwa secara alternatif ia mengikat jaringan dengan menghalanginya untuk mewarnai molekul.

Pewarnaan negatif. Penyerapan pada jaringan atau permukaan virus dan kerapatan elektronnya adalah dasar dari aksi asam fosfotungstat sebagai pewarna negatif. Kerapatan elektron ini muncul dari adanya 12 atom tungsten yang masing-masing mempunyai satu nomor atom, yaitu 74. Mekanisme penyerapan pada jaringan telah dilaporkan sebagai ikatan elektrostatik yang lebih baik dari yang melibatkan ikatan hidrogen, karena adsorpsi tidak dipengaruhi oleh pH.

Analisis

Garam kalium hanya sedikit larut, tidak seperti kebanyakan garam fosfotungstat lain, dan telah dilaporkan sebagai satu metoda untuk analisis gravimetri kalium.

Pengendapan Protein

Dalam sejumlah prosedur analitik salah satu peran dari asam fosfotungstat ialah untuk mengendapkan protein. Ini disebut presipitan “universal” untuk protein polar. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa tidak terjadi pengendapan dengan gugus α-amino tetapi terjadi dengan gugus guanidino, ε-amino dan  imidazol.

Pengobatan

Sangat sedikit karya Sangat sedikit pekerjaan tampaknya telah dilakukan di daerah ini. Salah satu contoh berkaitan dengan nekrosis hati pada tikus.

Membran Penukar Proton Komposit

Asam-asam heteropoli, meliputi asam fosfotungstat, yang diselidiki sebagai bahan dalam komposit membran penukar proton, seperti Nafion. Yang menarik terletak pada potensi bahan komposit ini dalam pembuatan sel bahan bakar karena bahan tersebut telah disempurnakan karakteristik pengoperasian.