Intrigante mistério atômico é desvendado após 200 anos

Como exatamente os prótons se movimentam pela água em um campo elétrico? Esse questionamento foi um mistério para os cientistas por mais de 200 anos e agora ele pode, finalmente, ter uma solução. A descoberta é de pesquisadores da Ben-Gurion University of the Negev, no Israel.

No início do século XIX, o químico lituano Theodor Grothuss formulou uma hipótese sobre o movimento de cargas elétricas em uma solução aquosa. Ele imaginou um mecanismo conhecido hoje como salto protônico, ou salto de prótons, em que os íons de hidrogênio se movimentam de uma molécula de água para outra.

O raciocínio de Grothuss é considerado muito visionário, já que não se tinha entendimento completo sobre íons na época. Prótons, de fato, só seriam observados quase 100 anos depois. Porém, até hoje, o que acontece em níveis moleculares ainda não estava claro para os cientistas.

Representação do salto de prótons em moléculas de água (Imagem; Matt K. Petersen/Wikimedia Commons)

A descoberta indica que os prótons se movem através da água em “trens” de três moléculas de água que vão construindo seus “trilhos” por onde avançam. Nesse looping, que pode se repetir indefinidamente, as moléculas carregam os prótons consigo.

Para chegar a esta conclusão, o estudo combinou uma abordagem teórica com técnicas experimentais: através de um experimento de Espectroscopia de Absorção de Raios-X, os cientistas puderam monitorar as cargas dos átomos de oxigênio nas moléculas de água e acompanhar os movimentos dos prótons, cuja carga é positiva.

Segundo Ehud Pines, químico que fez parte do grupo de pesquisa, “entender o mecanismo é ciência pura, estamos expandindo as fronteiras do nosso conhecimento sobre um dos mais fundamentais mecanismos de transporte de carga e massa na natureza.”

O mecanismo desvendado é importante para diversos fenômenos químicos, como a fotossíntese, a respiração celular e o transporte de energia em células combustíveis de hidrogênio. Sua compreensão pode dar novos entendimentos a estes e outros processos.

Fonte: Angewandte Chemie / Via Canaltech

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