Potentiel hydrique

Le potentiel hydrique est l'état d'énergie libre de l'eau dans un système par rapport à l'eau pure à pression atmosphérique et à la même température, et c'est la grandeur qui indique au physiologiste végétal si l'eau va entrer dans une cellule, en sortir ou rester en équilibre. Ce calculateur applique l'identité de cours selon laquelle le potentiel hydrique total égale le potentiel de soluté plus le potentiel de pression, le potentiel de soluté étant moins le produit de la constante d'ionisation, de la concentration molaire, de la constante de pression et de la température absolue, afin que vous convertissiez ces quatre nombres de laboratoire en un seul potentiel hydrique en bars. L'outil renvoie le potentiel de soluté, le potentiel hydrique total, la constante de pression utilisée et une chaîne de formule que vous pouvez copier dans un cahier de laboratoire, une feuille d'exercices ou un test automatique. La constante de pression par défaut est 0.0831 litre bars par mole par kelvin, la valeur utilisée en AP Biology et dans les problèmes de physiologie végétale qui rapportent Ψ en bars ; vous pouvez remplacer cette constante lorsqu'un énoncé indique une autre R.

Ce que signifie le potentiel hydrique et comment se construit Ψ = −iCRT + Ψp

Le potentiel hydrique, noté Ψ, est le potentiel chimique de l'eau exprimé comme une pression. En biologie végétale, l'unité de cours habituelle est le bar (parfois des mégapascals dans les articles de recherche). L'eau pure à pression atmosphérique est l'état de référence et a un Ψ égal à zéro.

Ajouter du soluté abaisse le potentiel hydrique parce que les particules dissoutes diluent l'eau libre et réduisent sa tendance à quitter la solution ; cette contribution est le potentiel de soluté, aussi appelé potentiel osmotique, Ψs. Une pression hydrostatique positive, telle que la turgescence qui plaque la membrane plasmique contre la paroi cellulaire, élève le potentiel hydrique et constitue le potentiel de pression Ψp. Dans le xylème sous tension transpiratoire, Ψp peut être négatif, ce qui tire l'eau vers le haut de la plante.

La somme Ψ égale à Ψs plus Ψp est la force motrice du mouvement net d'eau : l'eau circule spontanément d'un potentiel hydrique plus élevé (moins négatif ou plus positif) vers un plus bas (plus négatif), que ce soit à travers le tonoplaste, hors d'une cellule flasque vers un bain hypertonique, ou du sol vers une racine.

Pour les solutions diluées, la relation de van 't Hoff donne le potentiel de soluté comme Ψs égal à moins i C R T, où i est la constante d'ionisation (combien de particules une unité de formule produit en solution), C est la concentration molaire, R est la constante de pression et T est la température absolue. Le signe moins est essentiel : le soluté abaisse toujours le potentiel hydrique par rapport à l'eau pure à la même température et pression.

En AP Biology et en physiologie végétale d'introduction, R vaut 0.0831 litre bars par mole par kelvin, de sorte qu'avec C en moles par litre et T en kelvin le produit i C R T a des unités de bars. Un problème typique de saccharose ou de glucose utilise i égal à un parce que ces sucres ne s'ionisent pas ; un problème idéal de chlorure de sodium utilise i égal à deux ; le chlorure de calcium est souvent pris égal à trois.

Un bécher ouvert ou un protoplaste entièrement flasque a un Ψp de zéro, donc le potentiel hydrique total coïncide avec le potentiel de soluté. Une cellule turgescente ajoute un Ψp positif, qui peut rapprocher le Ψ total de zéro même lorsque la vacuole est concentrée. Ce calculateur implémente ce modèle de cours à quatre termes et rien d'autre : il n'estime pas le potentiel matriciel d'un sol sec, le potentiel gravitationnel le long d'une tige haute, ni les coefficients d'activité non idéaux d'extraits concentrés.

Usage en classe, limites et en quoi cette recherche diffère de la pression osmotique

Gardez la concentration en moles par litre lorsque vous utilisez la R par défaut, et ne remplacez r que lorsqu'une feuille d'exercices indique une autre constante. Préférez envoyer des nombres plutôt que des chaînes préformatées lorsque vous contrôlez le client ; les chaînes numériques ne sont acceptées que si elles correspondent à un motif numérique fini strict.

Pour enseigner les relations hydriques végétales, couplez des exemples : saccharose un dixième molaire à deux cent quatre-vingt-quinze kelvin avec i égal à un et Ψp égal à zéro retrouve environ moins deux virgule quarante-cinq bars ; un sel idéal trois dixièmes molaire avec i égal à deux à deux cent quatre-vingt-treize kelvin et quatre bars de turgescence donne un Ψ total moins négatif que la même sève dans un tube ouvert ; un potentiel de pression négatif modélise une colonne de xylème transpirant.

Cette page s'adresse à ceux qui cherchent un calculateur de potentiel hydrique, un outil de potentiel de soluté moins iCRT, une aide de devoirs avec constante d'ionisation en bars, ou une vérification de feuille AP Biology sur Ψ. Ce n'est pas un calculateur chimique de pression osmotique qui rapporte des atmosphères à partir de π égal à iCRT, ni un modèle de potentiel matriciel du sol ou de tensiomètre, ni un simulateur de transpiration ou de conductance stomatique.

Si votre extrait est concentré ou fortement non idéal, ajustez i ou utilisez un modèle d'activité plus avancé dans vos propres notes.