Potenziale idrico

Il potenziale idrico è lo stato di energia libera dell'acqua in un sistema rispetto all'acqua pura a pressione atmosferica e alla stessa temperatura, ed è la grandezza che indica al fisiologo vegetale se l'acqua entrerà in una cellula, ne uscirà o resterà in equilibrio. Questo calcolatore applica l'identità di aula secondo cui il potenziale idrico totale è uguale al potenziale di soluto più il potenziale di pressione, e il potenziale di soluto è meno il prodotto della costante di ionizzazione, della concentrazione molare, della costante di pressione e della temperatura assoluta, così Lei può convertire quei quattro numeri di laboratorio in un unico potenziale idrico in bar. Inserisca la concentrazione di soluto in moli per litro, la costante di ionizzazione i —uno per saccarosio o glucosio, circa due per il cloruro di sodio—, la temperatura strettamente in kelvin e strettamente sopra lo zero assoluto, e il potenziale di pressione in bar, che è zero in un becher aperto, turgore positivo all'interno di una cellula viva con parete, o una tensione negativa nello xilema traspirante. Lo strumento restituisce il potenziale di soluto, il potenziale idrico totale, la costante di pressione usata e una stringa di formula che Lei può copiare in un quaderno di laboratorio, un foglio di esercizi o un test automatico. La costante di pressione predefinita è 0.0831 litri bar per mole per kelvin, il valore usato in AP Biology e nei problemi di fisiologia vegetale che riportano Ψ in bar; Lei può sostituire quella costante quando un enunciato indica un'altra R.

Che cosa significa il potenziale idrico e come si costruisce Ψ = −iCRT + Ψp

Il potenziale idrico, scritto Ψ, è il potenziale chimico dell'acqua espresso come una pressione. In biologia vegetale l'unità di aula consueta è il bar (talvolta megapascal negli articoli di ricerca). L'acqua pura a pressione atmosferica è lo stato di riferimento e ha Ψ uguale a zero.

Aggiungere soluto abbassa il potenziale idrico perché le particelle disciolte diluiscono l'acqua libera e riducono la sua tendenza a lasciare la soluzione; quel contributo è il potenziale di soluto, detto anche potenziale osmotico, Ψs. Una pressione idrostatica positiva, come il turgore che preme la membrana plasmatica contro la parete cellulare, alza il potenziale idrico ed è il potenziale di pressione Ψp. Nello xilema sotto tensione traspiratoria, Ψp può essere negativo, il che tira l'acqua verso l'alto nella pianta.

La somma Ψ uguale a Ψs più Ψp è la forza motrice del movimento netto d'acqua: l'acqua fluisce spontaneamente da un potenziale idrico più alto (meno negativo o più positivo) verso uno più basso (più negativo), sia attraverso il tonoplasto, da una cellula flaccida verso un bagno ipertonico, sia dal suolo verso una radice.

Per le soluzioni diluite la relazione di van 't Hoff dà il potenziale di soluto come Ψs uguale a meno i C R T, dove i è la costante di ionizzazione (quante particelle rende un'unità di formula in soluzione), C è la concentrazione molare, R è la costante di pressione e T è la temperatura assoluta. Il segno meno è essenziale: il soluto abbassa sempre il potenziale idrico rispetto all'acqua pura alla stessa temperatura e pressione.

In AP Biology e nella fisiologia vegetale introduttiva, R vale 0.0831 litri bar per mole per kelvin, così che con C in moli per litro e T in kelvin il prodotto i C R T ha unità di bar. Un problema tipico di saccarosio o glucosio usa i uguale a uno perché quegli zuccheri non si ionizzano; un problema ideale di cloruro di sodio usa i uguale a due; il cloruro di calcio è spesso preso come tre.

Un becher aperto o un protoplasto del tutto flaccido ha Ψp di zero, quindi il potenziale idrico totale coincide con il potenziale di soluto. Una cellula turgida aggiunge un Ψp positivo, che può avvicinare il Ψ totale a zero anche quando il vacuolo è concentrato. La temperatura va convertita in kelvin prima di chiamare il calcolatore — aggiunga duecentosettantatré a una lettura in Celsius, o duecentosettantatré punto uno cinque quando l'enunciato è così preciso — e il valore in kelvin deve restare strettamente sopra lo zero assoluto.

Una temperatura di zero kelvin o qualsiasi kelvin negativo viene respinta invece di produrre un'inversione di segno assurda di Ψs. Questo calcolatore implementa quel modello di aula a quattro termini e nient'altro: non stima il potenziale matriciale di un suolo secco, il potenziale gravitazionale lungo un fusto alto, né i coefficienti di attività non ideali di estratti concentrati.

Uso in aula, limiti e in che cosa questa ricerca differisce dalla pressione osmotica

Converta il Celsius in kelvin prima di chiamare e non passi mai una temperatura di zero o inferiore sulla scala assoluta. Tenga la concentrazione in moli per litro quando usa la R predefinita e sostituisca r solo quando un foglio di esercizi indica un'altra costante. Preferisca inviare numeri invece di stringhe preformattate quando controlla il client; le stringhe numeriche sono accettate solo se coincidono con un motivo numerico finito stretto.

Nell'insegnare le relazioni idriche vegetali, accoppi esempi: saccarosio un decimo molare a duecentonovantacinque kelvin con i uguale a uno e Ψp uguale a zero recupera circa meno due punto quattro cinque bar; un sale ideale tre decimi molare con i uguale a due a duecentonovantatré kelvin e quattro bar di turgore produce un Ψ totale meno negativo della stessa linfa in un tubo aperto; un potenziale di pressione negativo modella una colonna di xilema traspirante.

Questa pagina si rivolge a chi cerca un calcolatore di potenziale idrico, uno strumento di potenziale di soluto meno iCRT, un aiuto per i compiti con costante di ionizzazione in bar, o un controllo di foglio AP Biology su Ψ. Non è un calcolatore chimico di pressione osmotica che riporta atmosfere da π uguale a iCRT, né un modello di potenziale matriciale del suolo o di tensiometro, né un simulatore di traspirazione o di conduttanza stomatica.

Preferisca questa capacità quando ha già concentrazione molare, costante di ionizzazione, temperatura in kelvin e potenziale di pressione e le serve solo Ψ sotto l'ipotesi ideale di aula di van 't Hoff. Se l'estratto è concentrato o fortemente non ideale, regoli i o usi un modello di attività più avanzato nelle proprie note.