דלג לתוכן העמוד
הירשמו ללימודים להרשמה

מה הקשר בין מבנה המים החומציים לאיכות הסביבה?

16 יול' 2017

פריצת דרך מדעית של קביעת מבנה המים החומציים עשויה לשפר את ההבנה כיצד חומצות פועלות על הסביבה וכיצד שכיחותן בדם משפיעה על הפיסיולוגיה האנושית

 
 
מהו מבנה המים כאשר הם מכילים חומצה חזקה? זוהי אחת השאלות הראשונות שנשאלו עם הולדת הכימיה הפיסיקלית במרוצת המאה ה- 19. השאלה הזו התבררה כמורכבת ביותר וכל הניסיונות להשיב עליה באופן  חד-משמעי- לא צלחו עד כה.


המפתח לתשובה על שאלה זו מצוי בקביעת מבנה המים כאשר מומס בהם הפרוטון, שהוא המרכיב הפעיל בחומצות חזקות. לקביעת המבנה של מים חומציים חשיבות עצומה מאחר שחומצות הן אחת מקבוצות החומרים הנפוצות ביותר בטבע ששליטה ובקרה על ריכוזם, חיוניים לשמירה על הסביבה של מקווי המים על פני כדור הארץ ולאיזון הפעילות הביוכימית  בגוף האדם.

פרופ' אהוד פינס

פרופ' אהוד פינס מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב הציע דרך חדשה לבדוק את מבנה המים בשעה שהם מכילים חומצות חזקות. במאמר בכתב העת סיינס, שמתפרסם בימים אלה ברשת מדווח על פריצת דרך שנעשתה על ידי פרופסור פינס, יחד עם קבוצת מחקר מהמכון על שם מקס בורן בברלין. החוקרים הצליחו לקבוע את מבנה המים החומציים. המדידות בוצעו ברובן בברלין על ידי שימוש בלייזרים בתחום האינפרה-אדום, אור אותו בולעים המים בשעה שהם מגיבים עם הפרוטון ובאמצעות הבליעות הללו  נמצאה טביעת האצבע של התנודות של הפרוטון במים., שמתפרסם בימים אלה ברשת מדווח על פריצת דרך שנעשתה על ידי פרופסור פינס, יחד עם קבוצת מחקר מהמכון על שם מקס בורן בברלין. החוקרים הצליחו לקבוע את מבנה המים החומציים. המדידות בוצעו ברובן בברלין על ידי שימוש בלייזרים בתחום האינפרה-אדום, אור אותו בולעים המים בשעה שהם מגיבים עם הפרוטון ובאמצעות הבליעות הללו  נמצאה טביעת האצבע של התנודות של הפרוטון במים.


מהמחקר עולה כי הפרוטון נמצא בין שתי מולקולות מים היוצרים מעין מלכודת, בו הפרוטון שוהה למשך זמנים ארוכים יחסית, כאשר הוא מתנודד בין שתי מולקולות המים עד אשר הוא נודד למולקולת מים סמוכה בתהליך של מעבר פרוטון- תהליך חשוב מעין כמוהו בפיסיולוגיה של החי.