POTENCIAL QUÍMICO DELAGUADra. Irene Ávila DíazMarzo 2009
POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUAEs un concepto muy útil e importante en FisiologíaVegetal ya que todos los movimientos del aguap...
POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUAENERGÍA LIBRE DE GIBBS: Una medida de la energíadisponible para realizar un trabajoG =E + PV – T...
POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUACAMBIO EN ENERGÍA LIBRE DE GIBBSSiG = - (espontáneo)G = + (requiere energía)G = 0 (en equilibrio)
CAMBIO EN ENERGÍA LIBRE DE GIBBSG = - RT Ln Keqdonde:R- cte de los gases ideales: 8.344/ mol K; 1.987 cal/ mol KKeq = conc...
ENERGÍA LIBRE:energía disponible (a Tº constante) para realizar trabajo.POTENCIAL QUÍMICO:es la energía libre por mol de u...
POTENCIAL QUÍMICO DELAGUAOPOTENCIAL DE AGUAOPOTENCIAL HÍDRICO“…MEDIDA DE LA ENERGÍA DISPONIBLEPARA REACCIÓN O MOVIMIENTO D...
POTENCIAL QUÍMICO DELAGUA> a <1 atm = 1.01 bars1 bar = 0.985 atm1 bar = 106dinas/cm2El movimiento del agua SIEMPRE es de u...
EL AGUA SE MUEVE DE UNA REGIÓN DE ALTO POTENCIALA OTRA DE BAJO POTENCIAL.•El agua se mueve a favor de un gradiente de ener...
∆Ψ = ΨA - ΨBSi ΨA > ΨB ; ∆Ψ (+)el agua se moverá de la región A a la región BSi ΨA < ΨB; ∆Ψ (-)el agua se moverá de la reg...
Movimiento de las moléculas individuales de un puntoa otro del espacio, debido a sus actividades cinéticasal azar, tendien...
Movimiento de las moléculas de una región de alto potenciala otra región de bajo potencialEn una SOLUCIÓN imperfectamente ...
DIFUSIÓN DE AGUA A TRAVÉS DE UNA MEMBRANACON PERMEABILIDAD DIFERENCIAL, DE UNA REGIÓNDE ALTO POTENCIAL (agua pura o soluci...
AGUASoluciónde azúcarPOTENCIAL OSMÓTICO (Ψπ) DE UNA SOLUCIÓNPotencial con que el agua pura difunde hacia esa solución( El ...
PRESIÓN DE TURGENCIAPresión ejercida sobre la solución por las paredes de unacélula turgente.ΨP del agua a presión atmosfé...
0 (a presión atmosférica)- (bajo tensión)+ (bajo presión)ΨP del agua a presión atmosférica = 0ΨP de una solución fluctúa d...
EL POTENCIAL DE AGUA tiene dos componentesPotencial osmótico (Ψπ)Potencial de presión (ΨP)En equilibrio:Ψπ (fuera) + ΨP (f...
- Ψπ (dentro) = ΨP (dentro)La presión de turgencia de una célula es numéricamente igual perode sentido opuesto al potencia...
OSMÓMETROdispositivo que mide la presión que se produce por ósmosisPeso = ΨπLa presión que se produce(P) es proporcionala ...
Ψπ = - nRT / VP = nRT / VP es la presión producidaen un osmómetro,siendo igual y opuestoal potencial osmótico en equilibri...
Ψπ afuera > Ψπ dentro(el agua difunde al interior)Ψπ afuera = Ψπ dentro(el agua no difunde)Ψπ afuera < Ψπ dentro(el agua d...
Célula A: Ψ = 5 – 12 bars = -7 barsCélula B: Ψ = 3 – 6 bars = -3 barsLa célula A posee un potencial de presión (presión de...
ΔΨ = Ψ1 – Ψ2 = 0Cuando la diferencia del potencial hídrico (ΔΨ)entre los dos lados de la membrana es = 0,significa que est...
ΨM = fuerzas que causan la imbibición o retienen el agua(Fuerzas de atracción químicas o electrostáticas)Los solventes se ...
TRABAJO -------------> unidades de energíaPOTENCIAL de AGUA -------------> unidades de presiónUna solución 1.0 molal de gl...
Una solución 1.0 molal de glucosaΨS = - 2.5 kJkg-1(energía)ΨS = - 2.5 MPa (presión)ΨS = - miRTΨS = potencial osmóticoM = c...
ΨS = - miRTm = concentración de la solución, expresado como molalidad(1.0 mol / kg)i = constante para la ionización de los...
ΨS = - miRTm = concentración de la solución, expresado como molalidad(1.0 mol / kg)i = constante para la ionización de los...
¿ Hacia cuál solución se moverá el agua ?ΨS = - 2.518 MPa(a 30° C = 303 K)ΨS = - 2.310 MPa(a 5° C = 278 K)
Calcular el Ψπ o ΨS de una solución de NaCl 1.0 molal a 20° CΨS = - CiRTC = concentración de la solución(1.0 mol / kg)i = ...
Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que pro...
Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.Vapor de la comida difunde al cong...
Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.fríocálidocálidoAgua liq. o vapor ...
Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.tibioGAS con dos temp separados po...
 EFECTO DE LA TEMPERATURA ES COMPLEJOEn gral se ignoran sus efectos porque en las ecuaciones determodinámica se asume una...
Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que pro...
Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que pro...
Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que pro...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Potencial químico del agua

3,920
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
3,920
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
48
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Potencial químico del agua

  1. 1. POTENCIAL QUÍMICO DELAGUADra. Irene Ávila DíazMarzo 2009
  2. 2. POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUAEs un concepto muy útil e importante en FisiologíaVegetal ya que todos los movimientos del aguapueden explicarse con éste.
  3. 3. POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUAENERGÍA LIBRE DE GIBBS: Una medida de la energíadisponible para realizar un trabajoG =E + PV – TSdonde:E- energía interna (incluye la velocidad o mov. cinético de laspartículas, energía de electrones, efectos de absorción deenergía radiante, energía de enlaces químicos)PV- Presión X Volumen-TS: factor de desorden (temperatura por entropía)No se puede cuantificar G, pero si el cambio en esteparámetro: G
  4. 4. POTENCIAL QUÍMICO DEL AGUACAMBIO EN ENERGÍA LIBRE DE GIBBSSiG = - (espontáneo)G = + (requiere energía)G = 0 (en equilibrio)
  5. 5. CAMBIO EN ENERGÍA LIBRE DE GIBBSG = - RT Ln Keqdonde:R- cte de los gases ideales: 8.344/ mol K; 1.987 cal/ mol KKeq = conc productos / conc reactivos
  6. 6. ENERGÍA LIBRE:energía disponible (a Tº constante) para realizar trabajo.POTENCIAL QUÍMICO:es la energía libre por mol de una sustancia.POTENCIAL QUÍMICOmide la energía con la cual reaccionaráo se moverá una sustancia.
  7. 7. POTENCIAL QUÍMICO DELAGUAOPOTENCIAL DE AGUAOPOTENCIAL HÍDRICO“…MEDIDA DE LA ENERGÍA DISPONIBLEPARA REACCIÓN O MOVIMIENTO DEL AGUA…”El Potencial de Agua se representa por la letra griega Ψ (psi)El Ψ se ha medido en atmósferas, bars o dinas/cm21 atm = 1.01 bars1 bar = 0.985 atm1 bar = 106dinas/cm2
  8. 8. POTENCIAL QUÍMICO DELAGUA> a <1 atm = 1.01 bars1 bar = 0.985 atm1 bar = 106dinas/cm2El movimiento del agua SIEMPRE es de un potencialquímico mayor a uno menorPor definición, el pot. Químico del agua pura es = 0 ,cualquier sustancia disuelta disminuye su actividad, supotencial, por lo que será negativo (- a presión atmosférica).
  9. 9. EL AGUA SE MUEVE DE UNA REGIÓN DE ALTO POTENCIALA OTRA DE BAJO POTENCIAL.•El agua se mueve a favor de un gradiente de energía.(El agua se desplaza hacia la región de más baja energía)•Cede energía a medida que se mueve.(Se pierde energía como resultado del movimiento del agua)∆Ψ = ΨA - ΨB∆Ψ = diferencia de potencial de aguaΨA = potencial de agua de la región AΨB = potencial de agua de la región B
  10. 10. ∆Ψ = ΨA - ΨBSi ΨA > ΨB ; ∆Ψ (+)el agua se moverá de la región A a la región BSi ΨA < ΨB; ∆Ψ (-)el agua se moverá de la región B a la región AEl Ψ del agua pura = 0Toda solución tendrá un Ψ inferior a cero o negativo
  11. 11. Movimiento de las moléculas individuales de un puntoa otro del espacio, debido a sus actividades cinéticasal azar, tendiendo a un equilibrio dinámicoMovimiento de las moléculas de una región de altopotencial a otra región de bajo potencial
  12. 12. Movimiento de las moléculas de una región de alto potenciala otra región de bajo potencialEn una SOLUCIÓN imperfectamente mezclada> las moléculas de agua difunden en gradiente> las moléculas del soluto difunden hacia abajode los gradientes de concentraciónFactores de la tasas de difusión de las moléculas* su tamaño* su energía cinética* densidad del medio que atraviesan* el gradiente de concentración del medioAGUA SOLUTO
  13. 13. DIFUSIÓN DE AGUA A TRAVÉS DE UNA MEMBRANACON PERMEABILIDAD DIFERENCIAL, DE UNA REGIÓNDE ALTO POTENCIAL (agua pura o solución débil) A OTRADE BAJO POTENCIAL (solución concentrada).Solución de azúcarMembranaAGUAAGUAMembranaSoluciónde azúcar
  14. 14. AGUASoluciónde azúcarPOTENCIAL OSMÓTICO (Ψπ) DE UNA SOLUCIÓNPotencial con que el agua pura difunde hacia esa solución( El Ψπ de una solución siempre es negativo )El POTENCIAL OSMÓTICO es una medida de la presión real generadamediante la difusión del agua por ósmosis
  15. 15. PRESIÓN DE TURGENCIAPresión ejercida sobre la solución por las paredes de unacélula turgente.ΨP del agua a presión atmosférica = 0ΨP de una solución fluctúa de valores negativosa altamente positivosEl agua difunde al exterior de la célula,hacia abajo de un gradiente de presión
  16. 16. 0 (a presión atmosférica)- (bajo tensión)+ (bajo presión)ΨP del agua a presión atmosférica = 0ΨP de una solución fluctúa de valores negativos a altamente positivos
  17. 17. EL POTENCIAL DE AGUA tiene dos componentesPotencial osmótico (Ψπ)Potencial de presión (ΨP)En equilibrio:Ψπ (fuera) + ΨP (fuera) = Ψπ (dentro) + ΨP (dentro)Como en el agua pura, a presión atmosféricaΨπ = 0 y el ΨP = 0- Ψπ (dentro) = ΨP (dentro)
  18. 18. - Ψπ (dentro) = ΨP (dentro)La presión de turgencia de una célula es numéricamente igual perode sentido opuesto al potencial osmótico de la solución contenida en ellaSi el fluido externo no es AGUA, sino una SOLUCIÓN (Ψπ < 0)la presión de turgencia se medirá por la diferencia entreel potencial osmótico dentro y fuera de la célulaΨP = ∆Ψπ = Ψπ fuera - Ψπ dentroAGUAPURA
  19. 19. OSMÓMETROdispositivo que mide la presión que se produce por ósmosisPeso = ΨπLa presión que se produce(P) es proporcionala la concentración del solutoMembranaAGUA AGUASOLUCIÓN
  20. 20. Ψπ = - nRT / VP = nRT / VP es la presión producidaen un osmómetro,siendo igual y opuestoal potencial osmótico en equilibrioR= constante de los gasesT= temperatura absoluta ºKV= volumen de solución/soluton= No de molesn/V = m= molalidad de la solución moles soluto/1000g aguaΨP (dentro) = - Ψπ (dentro)Ψπ = - mRT
  21. 21. Ψπ afuera > Ψπ dentro(el agua difunde al interior)Ψπ afuera = Ψπ dentro(el agua no difunde)Ψπ afuera < Ψπ dentro(el agua difunde al exterior)Sol.HipotónicaSol.IsotónicaSol.Hipertónica
  22. 22. Célula A: Ψ = 5 – 12 bars = -7 barsCélula B: Ψ = 3 – 6 bars = -3 barsLa célula A posee un potencial de presión (presión de turgencia) de 5barsy contiene un citoplasma con un potencial osmótico de -12 bars;la célula B tiene un potencial de presión de 3 barsy una solución interna cuyo potencial osmótico es de - 6 bars.Sí ambas células están en contacto,¿Hacia dónde se moverá el agua y con qué fuerza?A – B: ΔΨ = -7 - (-3) = - 4 bars1 bar = 0.1 MPa (MegaPascal) De célula B a célula A- 4 bars = - 0.4 MPa
  23. 23. ΔΨ = Ψ1 – Ψ2 = 0Cuando la diferencia del potencial hídrico (ΔΨ)entre los dos lados de la membrana es = 0,significa que este potencial es igual en ambos ladosy se ha alcanzado el equlibrioEl equilibrio se alcanza porPRESIÓN (en un sistema cerrado)DILUCIÓN (en un sistema abierto)
  24. 24. ΨM = fuerzas que causan la imbibición o retienen el agua(Fuerzas de atracción químicas o electrostáticas)Los solventes se imbiben o difunden sólo en materialescon los que tienen afinidad: agua en proteínas y acetona en caucho
  25. 25. TRABAJO -------------> unidades de energíaPOTENCIAL de AGUA -------------> unidades de presiónUna solución 1.0 molal de glucosaΨS = - 2.5 kJ kg-1(energía)ΨS = - 2.5 MPa (presión)2.5 MPa = 25 bars= 24.67 atmósferas= 18.75 m Hg= 25.49 kg cm-2Solución:M (molar): ?m (molal): ?ΨS = ΨπM (molar): moles de soluto / lt disoluciónm (molal): moles de soluto / kg disolvente
  26. 26. Una solución 1.0 molal de glucosaΨS = - 2.5 kJkg-1(energía)ΨS = - 2.5 MPa (presión)ΨS = - miRTΨS = potencial osmóticoM = concentración de la solución, expresado como molalidad(moles de soluto / kg de H2O)i = constante para la ionización de los solutos y/ootras desviaciones de las soluciones perfectasR = constante de los gases ideales:0.00831 kg·MPa mol-1K-10.00831 kg·kJ mol-1K-10.0831 kg· bars mol-1K-10.080205 kg· atm mol-1K-10.0357 kg· cal mol-1K-1T = temperatura absoluta (K) = grados C + 273
  27. 27. ΨS = - miRTm = concentración de la solución, expresado como molalidad(1.0 mol / kg)i = constante para la ionización de los solutos( moléculas no ionizadas = 1.0)R = constante de los gases ideales(0.00831 kg·MPa mol-1K-1)T = temperatura absoluta (K)(30°C + 273 = 303 K)Calcular el Ψπ o ΨS de una solución de glucosa 1.0 molal a 30° CΨS = - (1.0 mol / kg) (1.0) (0.00831 kg·MPa / mol K) (303 K)ΨS = - 2.518 MPa (a 30° C = 303 K)
  28. 28. ΨS = - miRTm = concentración de la solución, expresado como molalidad(1.0 mol / kg)i = constante para la ionización de los solutos( moléculas no ionizadas = 1.0)R = constante de los gases ideales(0.00831 kg·MPa mol-1K-1)T = temperatura absoluta (K)(5°C + 273 = 278 K)Calcular el Ψπ o ΨS de una solución de glucosa 1.0 molal a 5° CΨS = - (1.0 mol / kg) (1.0) (0.00831 kg·MPa / mol K) (278 K)ΨS = - 2.310 MPa (a 5° C = 278 K)
  29. 29. ¿ Hacia cuál solución se moverá el agua ?ΨS = - 2.518 MPa(a 30° C = 303 K)ΨS = - 2.310 MPa(a 5° C = 278 K)
  30. 30. Calcular el Ψπ o ΨS de una solución de NaCl 1.0 molal a 20° CΨS = - CiRTC = concentración de la solución(1.0 mol / kg)i = constante para la ionización de los solutos( moléculas ionizadas = 1.8)R = constante de los gases ideales(0.00831 kg·MPa mol-1K-1)T = temperatura absoluta (K)(20°C + 273 = 293 K)ΨS = - (1.0 mol / kg) (1.8) (0.00831 kg·MPa / mol K) (293 K)ΨS = - 4.38 MPa (a 20° C = 293 K)
  31. 31. Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Concentración o actividad (concentraciónefectiva) e.j. mov. de solutos de alta actividad abaja actividad.En el agua cambia poco su actividad, e.j. alagregar solutos.
  32. 32. Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.Vapor de la comida difunde al congelador
  33. 33. Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.fríocálidocálidoAgua liq. o vapor de aguaen la noche:fríoDía:
  34. 34. Factores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Temperatura.tibioGAS con dos temp separados por membrana:fríofrío(más concentrado)P cte. y diferencia en concentración es más importante que veloc ligeramentemayores de moléculas
  35. 35.  EFECTO DE LA TEMPERATURA ES COMPLEJOEn gral se ignoran sus efectos porque en las ecuaciones determodinámica se asume una temp. Constante en el sistemay en sus alrededores!!Sin embargo…..En las plantas algunas veces hay fuertes diferencias entemp. Ej plantas de tundras alpinas, pequeñas, en suelomuy baja temp y en parte aérea ca. 20 gradosfríocálido
  36. 36. Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Presión al incrementar P, aumenta G.+- ?0
  37. 37. Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Efectos del soluto Disminuyen pot químico delsolvente- ?0
  38. 38. Gradientes de potencial químico o potencial deagua, producen la fuerza motora para la difusiónFactores más comunes que producen gradientesde potencial químico del agua: Efectos mátricos Disminuyen pot químico delsolvente- ?0
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×