PRIMERA SEPARACIÓN QUÍMICA DE LA MOLÉCULA DE AGUA

La Universidad de Basilea ha conseguido separar las dos formas en que se presentan las moléculas de agua, para mostrar que pueden presentar diferentes reactividades químicas.
Desde una expectativa química, la molécula de agua esta formada por un átomo de oxigeno vinculado a dos átomos de hidrógeno.

Pero, aunque apenas se conozca, el agua existe en dos formas diferentes (isómeros) a nivel molecular (Dos sustancias son isómeros cuando sus estructuras químicas y sus propiedades son diferentes, a pesar de tener las mismas fórmulas).

La diferencia se establece en la orientación de los espines nucleares en los átomos de hidrógeno, es decir, dependiendo si los giros están alineados en la misma dirección o en dirección opuesta, uno se refiere a orto o para-agua.

El profesor Stefan Willitsch del departamento de química de la Universidad de Basilea, ha investigado como las dos formas de agua se diferencian en términos de su reactivada química, es decir, de su capacidad de experimentar una reacción química.

Ambos isómeros tienen propiedades físicas idénticas, lo que provoca que su separación sea desafiante.
Había que lograr separar una de las formas de la moléculas de agua respecto de la otra, para poder confirmar la diferencia. Solo se pueden separar dos isómeros si se encuentran diferencias en sus propiedades, por muy pequeña que sea.

Esta separación fue posible gracias a un método basado en campos eléctricos desarrollado por el profesor Jochen Küpper del centro para la ciencia del láser de electrón libre de Hamburgo.
Los investigadores, gracias a los campos eléctricos,  pudieron iniciar reacciones controladas entre los isómeros de agua "pre-clasificados" y los iones de diazenilo ultrafrios (nitrógeno protonado) retenidos en una trampa. Durante este proceso, un ion diazenilo transfiere su protón a una molécula de agua.

Mediante este método, se demostró que la para-agua reacciona aproximadamente un 25% más rápido que la orto-agua. Este efecto se puede explicar por el giro nuclear, que influye en la rotación de las moléculas de agua.

El resultado fue que las diferentes fuerzas atractivas actúan entre los compañeros de reacción. La para-agua es capaz de atraer a su compañero de reacción con más fuerte que la orto-forma, lo cual conduce una mayor reactivada química.

A través de simulaciones por ordenador se pudieron confirmar estos experimentos.

Fuentes: Cienciaplus, Nature