Potencial da água

Definição do potencial da água

O potencial da água é a energia potencial da água em um sistema em comparação com a água pura, quando tanto a temperatura quanto pressão são mantidos os mesmos. Também pode ser descrito como uma medida de quão livremente as moléculas de água podem se mover em um determinado ambiente ou sistema. É medido em quilopascais (kPa) e é representado pela letra grega Psi (Ψ). O potencial da água nunca é positivo, mas tem um valor máximo de zero, que é o da água pura à pressão atmosférica. Quando se trata de água impura, ou água que contém solutos, quanto mais soluto houver, mais negativo Ψ se torna, pois as moléculas de soluto irão atrair as moléculas de água e restringir sua liberdade de movimento.

Movimento das moléculas de água

A água se move de áreas onde o potencial da água é maior (ou menos negativo), para áreas onde é menor (ou mais negativo), e nos referimos a esse movimento como osmose. Por exemplo, no diagrama abaixo, a solução ao redor da célula é hipertônica, o que significa que ela tem uma concentração maior de soluto, portanto, um potencial de água menor do que o interior da célula. Como a célula tem uma membrana parcialmente permeável, permitindo o movimento da água para dentro e para fora dela, a água se moverá de dentro da célula, onde Ψ é mais alto, para fora da célula, onde Ψ é mais baixo. Isso pode levar à morte de células em organismos vivos. Por outro lado, uma célula que é colocada em uma solução de água pura pode reter água até estourar e morrer. Portanto, as células precisam de um ambiente que não difira significativamente em suas concentrações de soluto.

O potencial da água é o que permite que a água entre nas raízes das plantas quando há mais soluto dentro das células da raiz do que a água no solo. E à medida que subimos na planta, Ψ diminui mais e mais, puxando água para os caules e depois as folhas, que constantemente recebem água evaporada deles, mantendo uma concentração elevada de soluto e um Ψ baixo. Em nossos corpos, a concentração de soluto é regulada por meio de osmorregulação, que controla e mantém as concentrações de água e sal para nos manter vivos.

Fórmula do potencial da água

A fórmula usada para calcular Ψ é a seguinte :

Ψ = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm

No entanto, muitas vezes é simplificada como esta fórmula, que também é correta:

Ψ = Ψs + Ψp

Aqui, Ψs representa o potencial de soluto, Ψp o potencial de pressão, Ψg o potencial gravitacional e Ψm o potencial matricial. O potencial de pressão refere-se à pressão física exercida por objetos ou membranas celulares sobre as moléculas de água e aumenta com o aumento da pressão. Observe que o potencial de pressão é geralmente mantido positivo nas células vegetais para que mantenham sua forma, permitindo que a planta permaneça rígida. Além disso, o potencial matricial leva em consideração as forças entre as moléculas de água e as superfícies ou substâncias, como o solo ou as membranas celulares. O potencial matricial é sempre negativo e é mais significativo em sistemas secos, como solos, porque descobrimos que as partículas de água estão fortemente ligadas às partículas de solo. Como o nome indica, o potencial gravitacional é a forma como a gravidade da Terra influencia a liberdade de movimento das moléculas de água. Finalmente, o potencial do soluto depende da quantidade de soluto em uma solução e diminui à medida que a concentração do soluto aumenta.

• Difusão – O espalhamento arbitrário de partículas de uma região onde estão em um ponto mais alto concentração para outra onde estão em uma concentração mais baixa.
• Solução hipotônica – Uma solução com uma concentração de soluto mais alta em comparação com outra solução.
• Solução isotônica – Uma solução com um soluto igual concentração para outra solução.
• Viscosidade – Até que ponto um fluido resiste ao fluxo.

Questionário

1. O que podemos esperar observar se colocarmos uma célula dentro de uma solução onde o Ψ da célula é igual a -0,3 kPa e o da solução é -0,9 kPa?
A. A água sairá da célula
B. A água se moverá para a célula
C. A água não entra ou sai da célula
D. A célula vai explodir

2. Simplificando, o potencial da água é:
A. A quantidade de água que as raízes podem absorver por dia
B. A combinação de pressão osmótica e forças gravitacionais
C. A combinação de potencial de soluto e potencial de pressão
D.A quantidade de pressão necessária para empurrar a água para cima no caule da planta

3. Qual dos seguintes valores de potencial hídrico indica o ambiente mais seco?
A. -0,1 pKa
B. -1 pKa
C. -0,03 pKa
D. -5 pKa

4. Como o potencial da água varia em relação à concentração de soluto?
A. Ele aumenta quanto maior for a concentração de soluto
B. Ele diminui quanto maior a concentração de soluto em C. Não é afetado pela concentração de soluto de D. A concentração do soluto tem um efeito inconsistente sobre ele