Paraaigua: sense relació amb la pluja (excepte per l’aigua)

Posted on 23/02/2011 per

1


Image

Als llibres de text de química s’hi sol explicar la diferència entre la molècula d’ortohidrogen i la molècula de parahidrogen, que rau en la diferent configuració de spin dels protons de cada nucli d’hidrogen. Els protons d’aquestes molècules tenen respectivament spin (una propietat no clàssica, només té sentit dins de la mecànica quàntica) paral.lel o antiparal.lel, de tal forma que la relació entre l’orto i el parahidrogen és d’un 75% a 25% a temperatura i pressió normals. A baixa temperatura, pel contrari, el parahidrogen és gairebé l’únic existent.

Hi ha una altra molècula que també presenta una propietat semblant: l’aigua – els dos hidrògens unit a l’oxigen tenen cadascú un protó, i per tant l’aigua també pot estar en forma orto i para: ortoaigua i paraaigua. Fa pocs dies Chemistry World a Chemists separate water isomers va anunciar que s’havia aconseguit separar de forma eficient l’ortoaigua de la paraaigua fent servir camps magnètics (la propietat spin hi està relacionada), ja que un feix de molècules d’aigua es desvia de forma diferent segons cada molècula sigui orto o para:

… a method based instead on the deflection of water molecules in a magnetic field. Based on the famous 1920s Stern-Gerlach experiment in quantum mechanics, the method involves sending a beam of water vapour through a six-poled magnet, which bends the trajectories of the water molecules depending on their spin projection.

De fet, es tracta d’un article de Science titulat A Magnetically Focused Molecular Beam of Ortho-Water:

T. Kravchuk, M. Reznikov, P. Tichonov, N. Avidor, Y. Meir, A. Bekkerman and G. Alexandrowicz

Like dihydrogen, water exists as two spin isomers, ortho and para, with the nuclear magnetic moments of the hydrogen atoms either parallel or antiparallel. The ratio of the two spin isomers and their physical properties play an important role in a wide variety of research fields, ranging from astrophysics to nuclear magnetic resonance (NMR). Unlike ortho and para H2, however, the two water isomers remain challenging to separate, and as a consequence, very little is currently known about their different physical properties. Here, we report the formation of a magnetically focused molecular beam of ortho-water. The beam we formed also had a particular spin projection. Thus, in the presence of holding magnetic fields, the water molecules are hyperpolarized, laying the foundation for ultrasensitive NMR experiments in the future.

L’aplicació principal que pot tenir aquest experiment sembla ser a la NMR (Ressonància Magnètica Nuclear), ja que pot incrementar moltíssim la resolució dels espectres. En tot cas, això tindria lloc més aviat a química de superfícies, i no pas en imatge mèdica (l’anomenada Imatge per Ressonància Magnètica, que és el mateix que l’NMR però que per raons socials ha perdut l’adjectiu “nuclear”).

Més enllà de la utilitat d’aquest avenç, és bo veure com cada cop que es fila més prim, cada cop que es mira més endins, les coses no són totes iguals. L’hidrogen pot ser para i orto. L’aigua també. Ortoaigua i paraaigua. Del líquid dels rius als nuclis dels hidrògens de les molècules d’aigua.

Hi ha una referència interessant a la Universitat de Torino:Â ADVENTURE WITH SPIN-ISOMERS: SEPARATION, PHYSICAL CHEMISTRY AND APPLICATIONS OF ORTHO- AND PARA- WATER

Anuncis
Etiquetat:
Posted in: Notícies