Esta pregunta apareció en un test de un examen de oposiciones. Las posibles respuestas eran todas incorrectas a simple vista porque aunque parezca imposible a priori conocer la respuesta correcta en el poco tiempo que se suele tener en este tipo de pruebas, en ninguna de ellas aparecía un número suficientemente alto (intuitivamente el número de moléculas de agua que hay en 1 ml debe ser inmenso, ni miles, ni siquiera millones, sino muchísimo más. Es más, podríamos preguntar si se trata de los protones de los átomos de hidrógeno, los del oxígeno o de ambos.
En el contexto de la IRM el término "protón" se refiere esclusivamente a los protones del hidrógeno porque solo ellos contribuyen a la formación de la imagen de IRM. La iRM puede ser de otros elementos diferentes al hidrógeno pero lo normal es que siempre nos refiramos a dicho elemento. En este contexto también se habla, haciéndolos sinónimos, de "espín". El núcleo del hidrógeno está compuesto por un sólo protón, de ahí la identidad y puesto que su propiedad de "espín" es la que posibilita el propio fenómeno de resonancia nuclear magnética, en la práctica hablamos indistintamente en nuestro contexto, de protón o espín.
Vamos a hacer el cálculo.
Debemos saber que hay un número descubierto por un físico del siglo XIX llamado Avogadro que nos dice cuántas partículas hay en un “mol” de una sustancia, pero ¿qué es un mol?. Aquí tienes una magnífica explicación.
Este número es:
Este número nos dice cuantas partículas hay en una masa equivalente al peso molecular de una molécula expresado en gramos.
El peso molecular del agua es 18 (16 del oxígeno y 1x2 del hidrógeno). Entonces en 18 gramos de agua tenemos el número de Avogadro como móleculas de agua.
Bueno, pues ya sabemos cuántas moléculas de agua hay en 18 gramos de agua y puesto que la densidad del agua es 1, un gramo de agua equivale a 1 ml. Dividiendo por 18 obtenemos el número de moléculas de agua en 1 ml, luego multiplicamos por 2 (puesto que hay 2 hidrógenos en cada molécula de agua) y nos sale:
spines o núcleos de Hidrógenos o protones (del hidrógeno) por cada ml .de H20.