Potencial de agua

Definición de potencial de agua

El potencial de agua es la energía potencial del agua en un sistema en comparación con el agua pura, cuando tanto la temperatura como la presión se mantiene igual. También se puede describir como una medida de la libertad de movimiento de las moléculas de agua en un entorno o sistema particular. Se mide en kilopascales (kPa) y está representado por la letra griega Psi (Ψ). El potencial hídrico nunca es positivo pero tiene un valor máximo de cero, que es el del agua pura a presión atmosférica. Cuando se trata de agua impura, o agua que contiene solutos, cuanto más soluto hay, más negativo se vuelve Ψ, ya que las moléculas de soluto atraerán las moléculas de agua y restringirán su libertad de movimiento.

Movimiento de moléculas de agua

El agua se mueve desde áreas donde el potencial hídrico es mayor (o menos negativo), hacia áreas donde es menor (o más negativo), y nos referimos a este movimiento como ósmosis. Por ejemplo, en el diagrama a continuación, la solución alrededor de la célula es hipertónica, lo que significa que tiene una mayor concentración de soluto, por lo tanto, un potencial hídrico menor que el interior de la célula. Dado que la celda tiene una membrana parcialmente permeable, que permite el movimiento del agua dentro y fuera de ella, el agua se moverá desde el interior de la celda, donde Ψ es mayor, hacia el exterior de la celda, donde Ψ es menor. Esto puede provocar la muerte de células en organismos vivos. Por otro lado, una celda que se coloca en una solución de agua pura podría absorber agua hasta que estalle y muera. Por lo tanto, las células necesitan un entorno que no difiera significativamente en sus concentraciones de soluto.

El potencial hídrico es lo que permite que el agua entre en las raíces de las plantas cuando hay más soluto dentro de las células de la raíz que el agua en el suelo. Y a medida que vamos subiendo por la planta, Ψ disminuye cada vez más, atrayendo agua hacia los tallos y luego hacia las hojas, de las que constantemente se evapora el agua, manteniendo una alta concentración de solutos y una baja Ψ. En nuestro cuerpo, la concentración de solutos se regula a través de la osmorregulación, que controla y mantiene las concentraciones de agua y sal para mantenernos vivos.

Fórmula de potencial de agua

La fórmula utilizada para calcular Ψ es la siguiente :

Ψ = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm

Sin embargo, a menudo se simplifica como esta fórmula, que también es correcta:

Ψ = Ψs + Ψp

Aquí, Ψs significa potencial de soluto, Ψp para potencial de presión, Ψg para potencial gravitacional y Ψm para potencial matricial. El potencial de presión se refiere a la presión física que ejercen los objetos o las membranas celulares sobre las moléculas de agua y aumenta al aumentar la presión. Tenga en cuenta que el potencial de presión generalmente se mantiene en positivo en las células vegetales para que mantengan su forma, lo que permite que la planta permanezca rígida. Además, el potencial matricial tiene en cuenta las fuerzas entre las moléculas de agua y las superficies o sustancias, como el suelo o las membranas celulares. El potencial matricial es siempre negativo y es más significativo en sistemas secos, como los suelos, porque encontramos que las partículas de agua están fuertemente adheridas a las partículas del suelo. Como su nombre lo indica, el potencial gravitacional es la forma en que la gravedad de la tierra influye en la libertad de movimiento de las moléculas de agua. Finalmente, el potencial de soluto depende de la cantidad de soluto en una solución, y disminuye a medida que aumenta la concentración de soluto.

• Difusión: la dispersión arbitraria de partículas desde una región donde se encuentran en una mayor concentración a otra donde están en una concentración más baja.
• Solución hipotónica: una solución con una concentración de soluto más alta en comparación con otra solución.
• Solución isotónica: una solución con un soluto igual concentración a la de otra solución.
• Viscosidad: la medida en que un fluido resiste el flujo.

Cuestionario

1. ¿Qué podemos esperar observar si colocamos una celda dentro de una solución donde el Ψ de la celda es igual a -0,3 kPa y el de la solución es -0,9 kPa?
A. El agua saldrá de la celda
B. El agua entrará en la celda
C. El agua no entrará ni saldrá de la celda
D. La celda explotará

2. En pocas palabras, el potencial hídrico es:
A. La cantidad de agua que las raíces pueden absorber al día
B. La combinación de presión osmótica y fuerzas gravitacionales
C. La combinación de potencial de soluto y potencial de presión
D.La cantidad de presión necesaria para empujar el agua hacia el tallo de una planta

3. ¿Cuál de los siguientes valores de potencial hídrico indica el ambiente más seco?
A. -0,1 pKa
B. -1 pKa
C. -0,03 pKa
D. -5 pKa

4. ¿Cómo varía el potencial hídrico en relación con la concentración de soluto?
A. Aumenta cuanto mayor es la concentración de soluto
B. Disminuye cuanto mayor es la concentración de soluto
C. No se ve afectado por la concentración de soluto
D. La concentración de solutos tiene un efecto inconsistente en ella