Potențialul apei

Definiția potențialului apei

Potențialul apei este energia potențială a apei dintr-un sistem comparativ cu apa pură, atunci când temperatura și presiunea este menținută la fel. De asemenea, poate fi descris ca o măsură a modului în care moleculele de apă se pot mișca într-un anumit mediu sau sistem. Se măsoară în kilopascali (kPa) și este reprezentată de litera greacă Psi (Ψ). Potențialul apei nu este niciodată pozitiv, dar are o valoare maximă de zero, care este cea a apei pure la presiunea atmosferică. Când vine vorba de apă impură sau apă care are substanțe dizolvate în ea, cu cât există mai mult solut, cu atât devine mai negativ Ψ, deoarece moleculele de solut vor atrage moleculele de apă și le vor restrânge libertatea de mișcare.

Mișcarea moleculelor de apă

Apa se deplasează din zone în care potențialul apei este mai mare (sau mai puțin negativ), în zone în care este mai mic (sau mai negativ) și ne referim la această mișcare ca osmoză. De exemplu, în diagrama de mai jos, soluția din jurul celulei este hipertonică, ceea ce înseamnă că are o concentrație mai mare de solut, deci un potențial de apă mai scăzut decât interiorul celulei. Deoarece celula are o membrană parțial permeabilă, care permite mișcarea apei în și din ea, apa se va deplasa din interiorul celulei, unde where este mai mare, către exteriorul celulei, unde Ψ este mai mic. Acest lucru poate duce la moartea celulelor din organismele vii. Pe de altă parte, o celulă care este plasată într-o soluție de apă pură ar putea prelua apă până când va exploda și va muri. Prin urmare, celulele au nevoie de un mediu care nu diferă semnificativ în ceea ce privește concentrațiile sale de soluție. / figcaption>

Potențialul apei este ceea ce permite apei să pătrundă în rădăcinile plantelor atunci când există mai mult solut în interiorul celulelor rădăcinii decât apa din sol. Și pe măsură ce urcăm planta, Ψ scade din ce în ce mai mult, atrăgând apă în tulpini și apoi frunzele, care obțin în mod constant apă evaporată din ele, menținând o concentrație ridicată de solut și o low scăzută. În corpurile noastre, concentrația solutului este reglată prin osmoreglare, care controlează și menține concentrațiile de apă și sare pentru a ne menține în viață.

Formula potențială a apei

Formula utilizată pentru a calcula Ψ este următoarea :

Ψ = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm

Cu toate acestea, este adesea simplificată ca această formulă, care este, de asemenea, corectă:

Ψ = Ψs + Ψp

Aici, Ψs reprezintă potențial de solut, Ψp pentru potențial de presiune, Ψg pentru potențial gravitațional și Ψm pentru potențial matric. Potențialul de presiune se referă la presiunea fizică exercitată de obiecte sau membrane celulare asupra moleculelor de apă și crește odată cu creșterea presiunii. Rețineți că potențialul de presiune este de obicei menținut la un nivel pozitiv în celulele plantei pentru ca acestea să își păstreze forma, permițând plantei să rămână rigidă. În plus, potențialul matricial ia în considerare forțele dintre moleculele de apă și suprafețe sau substanțe, cum ar fi solul sau membranele celulare. Potențialul matric este întotdeauna negativ și este mai semnificativ în sistemele uscate, cum ar fi solurile, deoarece constatăm că particulele de apă sunt puternic atașate de particulele solului. După cum sugerează și numele, potențialul gravitațional este modul în care gravitația pământului influențează libertatea de a se mișca moleculele de apă. În cele din urmă, potențialul de dizolvat depinde de cantitatea de dizolvat dintr-o soluție și scade odată cu creșterea concentrației de dizolvat.

• Difuzie – Răspândirea arbitrară a particulelor dintr-o regiune în care acestea se află la un nivel mai ridicat. concentrație la alta unde sunt la o concentrație mai mică.
• Soluție hipotonică – O soluție cu o concentrație mai mare de solut în comparație cu o altă soluție.
• Soluție izotonică – O soluție cu un dizolvat egal concentrare la o altă soluție.
• Vâscozitate – Măsura în care un fluid rezistă fluxului.

Test

1. Ce ne putem aștepta să observăm dacă așezăm o celulă în interiorul unei soluții în care cell al celulei este egal cu -0,3 kPa și cel al soluției este -0,9 kPa?
A. Apa va ieși din celulă
B. Apa se va deplasa în celulă
C. Apa nu se va deplasa în sau în afara celulei
D. Celula va exploda

2. Pur și simplu, potențialul de apă este:
A. Cantitatea de apă pe care rădăcinile o pot lua pe zi
B. Combinația de presiune osmotică și forțe gravitaționale
C. Combinația dintre potențialul dizolvat și potențialul de presiune
D.Cantitatea de presiune necesară pentru a împinge apa în sus pe tulpina plantei

3. Care dintre următoarele valori ale potențialului de apă indică cel mai uscat mediu?
A. -0,1 pKa
B. -1 pKa
C. -0,03 pKa
D. -5 pKa

4. Cum variază potențialul de apă în raport cu concentrația solutului?
A. Crește cu cât este mai mare concentrația de dizolvat
B. Scade cu cât este mai mare concentrația de dizolvat
C. Nu este afectat de concentrația de dizolvat
D. Concentrația soluției are un efect inconsecvent asupra acesteia