Los isómeros del agua, ¿separados?

Hace casi nueve años Vladimir Tikhonov y Alesander Volkov de la Academia Rusa de Ciencias desataron una tormenta en medios científicos especializados cuando afirmaron que habían conseguido separar los dos isómeros de espín del agua. Ahora, T. Kravchuk et al., del Instituto de Tecnología Technion-Israel, afirman haber conseguido lo mismo pero usando una técnica diferente y sugieren que su resultado podría suponer un aumento espectacular en la calidad de los datos obtenidos en los experimentos no médicos con resonancia magnética nuclear (RMN). Publican su trabajo en Science.


Una molécula de agua puede ser uno de dos posibles isómeros de espín: en el “ortoagua” los espines de los núcleos átomos de hidrógeno están paralelos y en el “paraagua” los espines de los hidrógenos están antiparalelos. Los dos isómeros tienen propiedades fisicoquímicas sutilmente diferentes. Estas diferencias son importantes en diversos campos de la investigación. En astrofísica, por ejemplo, la proporción de orto y paraagua se utiliza para determinar las temperaturas en el espacio interestelar, aunque los datos son difíciles de interpretar, en parte porque no se han podido estudiar los isómeros por separado.


En 2002, Tikhonov y Volkov afirmaron haber creado gotas de agua enriquecidas en uno de los isómeros, estables durante al menos 25 minutos, basándose en las diferencias de adsorción en una superficie de los dos isómeros. Pero los experimentos no se pudieron reproducir de forma satisfactoria y hubo quien llegó a afirmar que sería imposible que las gotas se mantuviesen en un estado tan inestable durante tanto tiempo.


El grupo de Kravchuk podría haber encontrado la forma de superar los problemas del experimento de Tikhonov y Volkov empleando un método basado en las diferentes desviaciones que provoca la acción de un campo magnético en uno y otro isómero. El método implica hacer pasar un haz de vapor de agua a través de un imán de 6 polos que desviará cada molécula de agua en función de su espín. Kravchuk et al. habrían conseguido de esta manera un haz concentrado de vapor de ortoagua.


El trabajo de los investigadores ya ha despertado suspicacias, no tanto por el método, que habrá que reproducirlo experimentalmente (lo que parece posible), como por su afirmación de que la posibilidad de separar los dos isómeros permitiría aumentar la resolución de la RMN (no médica) hasta 100.000 veces. Esto sería real si el isómero aislado fuera estable pero, en cuanto el vapor de ortoagua sea capturado por un líquido o se deposite en una superficie, los espines de los hidrógenos cambiarían para producir una mezcla normal. 


Habrá que estar atentos a estos desarrollos: de confirmarse estaríamos ante una revolución en los métodos químico analíticos.

Referencia:


Kravchuk, T., Reznikov, M., Tichonov, P., Avidor, N., Meir, Y., Bekkerman, A., & Alexandrowicz, G. (2011). A Magnetically Focused Molecular Beam of Ortho-Water Science, 331 (6015), 319-321 DOI: 10.1126/science.1200433