Cómo calcular el potencial hídrico en biología vegetal
Por El equipo de Calcumatix Revisado por Revisión editorial de Calcumatix 3 min de lectura
Respuesta rápida
El potencial hídrico, psi, es igual al potencial de soluto más el potencial de presión: psi = psi-s + psi-p. El potencial de soluto se calcula con la ecuación de van’t Hoff: psi-s = -i × C × R × T. El agua pura a presión atmosférica tiene potencial hídrico 0, y añadir solutos vuelve el valor más negativo.
El agua se mueve. En biología vegetal, la dirección de ese movimiento depende de una cantidad medible llamada potencial hídrico. Una célula vegetal gana agua cuando su potencial hídrico es menor que el de la solución que la rodea, y la pierde cuando ocurre lo contrario. La calculadora de potencial hídrico convierte concentración, temperatura y presión en un valor comparable.
Qué es el potencial hídrico y por qué importa
El potencial hídrico mide la tendencia del agua a moverse de un lugar a otro. Se expresa en unidades de presión, como bar o MPa, y se define respecto al agua pura, que tiene potencial hídrico de cero bajo condiciones atmosféricas estándar.
El agua se mueve por ósmosis desde regiones de potencial hídrico más alto, menos negativo, hacia regiones de potencial hídrico más bajo, más negativo. Una célula con -0,5 MPa tiene un potencial más alto que otra solución con -1,0 MPa. La regla de dirección es tan importante como la fórmula.
Cuál es la fórmula del potencial hídrico
El potencial hídrico total suma dos componentes:
psi = psi-s + psi-p
Donde:
- psi es el potencial hídrico total.
- psi-s es el potencial de soluto u osmótico.
- psi-p es el potencial de presión o turgencia.
El potencial de soluto es cero o negativo. Disolver solutos reduce el potencial hídrico. El potencial de presión puede ser positivo o negativo; la turgencia de una célula vegetal firme puede elevar el total.
Cómo calcular el potencial de soluto con van’t Hoff
Cuando el potencial de soluto no se da directamente, calcúlalo con:
psi-s = -i × C × R × T
| Símbolo | Significado | Ejemplo |
|---|---|---|
| i | Factor de ionización | 1 para sacarosa, 2 para NaCl |
| C | Concentración molar | mol/L |
| R | Constante de presión | 0,0831 L·bar/mol·K |
| T | Temperatura | °C + 273 = K |
El resultado queda en bar con esa constante. Para convertir a MPa, divide entre 10.
Ejemplo A: solución de sacarosa
Datos: sacarosa 0,2 M a 25 °C, abierta a la atmósfera, psi-p = 0.
- i = 1
- C = 0,2 mol/L
- R = 0,0831 L·bar/mol·K
- T = 25 + 273 = 298 K
Potencial de soluto:
psi-s = -(1 × 0,2 × 0,0831 × 298) = -4,95 bar
Potencial total:
psi = -4,95 + 0 = -4,95 bar, o -0,495 MPa.
Ejemplo B: célula con presión de turgencia
Datos: una célula vegetal tiene psi-s = -7 bar y psi-p = +3 bar.
psi = -7 + 3 = -4 bar
La presión positiva hace que el total sea menos negativo que el potencial de soluto solo.
Cómo predecir hacia dónde se moverá el agua
Una vez que tengas dos valores, el agua se mueve desde el valor más alto hacia el más bajo.
| Región A | Región B | Movimiento del agua |
|---|---|---|
| -2 bar | -5 bar | De A hacia B |
| -6 bar | -3 bar | De B hacia A |
| -4 bar | -4 bar | Sin movimiento neto |
Si una célula tiene -3 bar y el suelo alrededor tiene -1 bar, la célula atrae agua desde el suelo. Si el suelo se seca y baja a -5 bar, la dirección se invierte y la planta puede marchitarse.
Fuentes
- OpenStax Biology for AP Courses, Transport of Water and Solutes in Plants
- NJIT Pre-College Program, Water Potential Exercise
- Biology LibreTexts, Water Potential
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Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del potencial hídrico?
Potencial hídrico = potencial de soluto + potencial de presión, o psi = psi-s + psi-p.
¿Por qué el potencial de soluto siempre es negativo?
Los solutos reducen la energía libre del agua. Por eso el término de soluto baja desde 0 hacia valores negativos.
¿Cuál es la constante R en estos cálculos?
Con unidades de bar, R suele usarse como 0,0831 L·bar/mol·K. Para pasar de bar a MPa, divide entre 10.
¿El agua pura tiene potencial hídrico cero?
Sí, el agua pura a presión atmosférica se toma como referencia de 0. Los solutos la hacen negativa y la presión positiva puede elevar el total.