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    El agua líquida es más que moléculas de hidrógeno-oxígeno

    Espectros infrarrojos de luz (rojo), pesado (azul), agua semipesada (gris), y especies iónicas que se han identificado en el estudio actual. Rojo, los círculos blancos y negros representan oxígeno, átomos de hidrógeno y deuterio, respectivamente. Las flechas muestran las direcciones de deformación vibratoria de las especies. Crédito:Skoltech

    Los científicos de Skoltech en colaboración con investigadores de la Universidad de Stuttgart demostraron que la concentración de iones de vida corta (H 3 O + y oh - ) en agua líquida pura es mucho más alta que la que se supone para evaluar el pH, de ahí que cambie significativamente nuestra comprensión de la estructura dinámica del agua.

    Las especies iónicas intrínsecas de agua líquida juegan un papel importante en los procesos redox, reacciones catalíticas y sistemas electroquímicos. Un túnel de baja barrera de átomos de hidrógeno entre el H 2 O moléculas, causado por efectos cuánticos nucleares, Se espera que genere estados de exceso de protones de corta duración. Sin embargo, hasta la fecha, no ha habido información sobre la concentración de tales estados de protones en exceso en agua pura.

    Los científicos de Skoltech, en colaboración con investigadores alemanes, midieron la composición iónico-molecular del agua líquida en una escala de tiempo de subpicosegundos. El resultado sorprendió a los científicos al observar que hasta varios por ciento de H 2 Las moléculas de O se ionizaron temporalmente.

    "Usamos isotopólogos de agua:ordinarios (H 2 O), pesado (D 2 O), y agua semipesada (HDO), para identificar estados de exceso de protones. Sustituyendo gradualmente los átomos de hidrógeno (H) con deuterio (D), cambiamos la concentración relativa de especies relacionadas con el exceso de protones, como HD 2 O + , DH 2 O + , H 3 O + y D 3 O + , e identificaron sus contribuciones a la absorción infrarroja acumulativa. Encontramos características espectrales dependientes de la concentración cerca de los modos de flexión molecular de los espectros de agua semipesada que ningún modelo conocido pudo explicar. Asociamos estas características con el exceso de protones que se puede esperar que existan en la escala de tiempo de picosegundos, "dijo uno de los coautores, Prof. Henni Ouerdane del Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST).

    "Si bien los estudios anteriores de la estructura del agua se basaron en experimentos cristalográficos, y no reflejaba la dinámica del agua, Nuestra investigación aporta nuevos conocimientos sobre la intrincada estructura del agua a una escala de tiempo ultracorta. El hallazgo anticipa nuevos efectos de la interacción del campo eléctrico con el agua, así como otras propiedades anómalas del agua, "concluyó el autor principal, Dr. Vasily Artemov, Investigador científico senior del CEST.


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