Galvenā atšķirība starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu ir tāda, ka ūdens potenciāls ir brīvo ūdens molekulu koncentrācijas mērs, savukārt osmotiskais potenciāls ir mērs šķīduma tendencei izņemt ūdeni no tīra ūdens caur daļēji -caurlaidīga membrāna, izmantojot osmozi.
Ūdens potenciāls un izšķīdušās vielas potenciāls jeb osmotiskais potenciāls ir divi ūdens potenciālās enerģijas mēri. Ūdens potenciāls apraksta, cik brīvi ūdens molekulas var pārvietoties noteiktā vidē vai sistēmā. Osmotiskais potenciāls raksturo ūdens molekulu potenciālo enerģiju, ja šķīdumā ir izšķīdušās vielas molekulas. Izšķīdušās molekulas piesaista ūdens molekulas un ierobežo to pārvietošanās brīvību. Gan ūdens potenciālu, gan osmotisko potenciālu mēra Mpa. Ūdens potenciāls var būt nulle vai negatīva vērtība, bet tā nevar būt pozitīva vērtība. Turklāt tīram ūdenim ir nulle ūdens potenciāls un nulle osmotiskais potenciāls.
Kas ir ūdens potenciāls?
Ūdens potenciāls ir brīvo ūdens molekulu koncentrācijas mērs. Brīvās ūdens molekulas ir ūdens molekulas, kuras var brīvi kustēties. Tāpēc tā ir potenciālā enerģija ūdenī. Lai apzīmētu ūdens potenciālu, tiek izmantots grieķu burts ψ (psi), un to mēra no spiediena mērvienības: megapaskāli (MPa). To aprēķina, izmantojot vienādojumu Ψ=Ψs + Ψp + Ψg + Ψm. Ψs apzīmē izšķīdušās vielas potenciālu, Ψp apzīmē spiediena potenciālu, Ψg apzīmē gravitācijas potenciālu un Ψm apzīmē matricas potenciālu.
Attēls 01: Ūdens potenciāls
Tīram ūdenim ūdens potenciāls ir nulle. Tādējādi ūdens potenciāls ir starpība starp potenciālu noteiktā ūdens paraugā un tīru ūdeni. Dotam paraugam, kas satur izšķīdušās vielas, ir negatīvs ūdens potenciāls. Ja ir daudz izšķīdušo molekulu, ūdens molekulas var mazāk brīvi pārvietoties; līdz ar to pastāv negatīva potenciālā enerģija. Ja izšķīdušo vielu koncentrācija paraugā ir lielāka, ūdens molekulu kustība šķīdumā ir mazāka. Ūdens parasti pārvietojas no augsta ūdens potenciāla uz zemu ūdens potenciālu. Ūdens potenciālam nav pozitīvas vērtības.
Augos ūdens potenciāls ir svarīgs, lai ūdeni pārvietotu uz lapām, lai veiktu fotosintēzi. Turklāt ūdens potenciāls ir nepieciešams, lai no augsnes pārvietotu ūdeni uz augu virsotnēm.
Kas ir osmotiskais potenciāls?
Osmotiskais potenciāls, kas pazīstams arī kā izšķīdušās vielas potenciāls, ir ūdens potenciāla sastāvdaļa. Tas ir ūdens potenciāla mērs, lai pārvietotos no zemākas izšķīdušās vielas koncentrācijas apgabala uz augstāku izšķīdušās vielas koncentrāciju. Osmotiskais potenciāls tīrā ūdenī ir nulle. Šķīdumam ir negatīvs osmotiskais potenciāls. Izšķīdušo vielu klātbūtne vienmēr padara osmotisko potenciālu negatīvu, jo ūdens molekulas varēs mazāk brīvi pārvietoties izšķīdušo vielu molekulu dēļ. Parasti osmotiskais potenciāls samazinās, palielinoties izšķīdušās vielas koncentrācijai. Osmotisko potenciālu apzīmē ar Ψs un mēra MPa.
2. attēls: Osmotiskais potenciāls
Osmotisko potenciālu var definēt kā ūdens molekulu spēju pāriet no hipotoniska šķīduma uz hipertonisku šķīdumu cauri daļēji caurlaidīgai membrānai. Hipotoniskajam šķīdumam ir mazāka izšķīdušās vielas koncentrācija un vairāk ūdens, savukārt hipertoniskajam šķīdumam ir augsta izšķīdušās vielas koncentrācija un mazāk ūdens. Atšķirība starp osmotisko potenciālu izraisa ūdens kustību no hipotoniskā uz hipertonisko šķīdumu. Ja divu apgabalu vai šķīdumu osmotiskie potenciāli ir līdzīgi, starp tiem nenotiek ūdens molekulu neto kustība, un šķīdumus sauc par izotoniskiem šķīdumiem.
Kādas ir līdzības starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu?
- Osmotiskais potenciāls ir ūdens potenciāla sastāvdaļa.
- Ūdens potenciāls un osmotiskais potenciāls tīrā ūdenī ir nulle.
- Jebkuram šķīdumam ir negatīvs ūdens potenciāls un negatīvs osmotiskais potenciāls.
- Tos mēra MPa.
- Augu šūnās gan ūdens, gan izšķīdušās vielas potenciāls ir negatīvs.
Kāda ir atšķirība starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu?
Ūdens potenciāls ir ūdens potenciālās enerģijas mērs sistēmā salīdzinājumā ar tīru ūdeni, savukārt osmotiskais potenciāls ir ūdens molekulu potenciāls pārvietoties no hipotoniska šķīduma uz hipertonisku šķīdumu cauri puscaurlaidīgai membrānai. osmoze. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu. Turklāt ūdens potenciāls rodas brīvo ūdens molekulu kustības dēļ noteiktā vidē, savukārt osmotiskais potenciāls rodas izšķīdušo vielu dēļ.
Zemāk tabulā ir apkopotas atšķirības starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu.
Kopsavilkums - ūdens potenciāls pret osmotisko potenciālu
Ūdens potenciāls ir potenciālās enerģijas mērs ūdenī, savukārt osmotiskais potenciāls ir ūdens potenciāla daļa, kas rodas izšķīdušo daļiņu klātbūtnes rezultātā. Tāpēc osmotiskais potenciāls ir izšķīdušo vielu rezultāts. Ūdens potenciāls (Ψ) ir vienāds ar spiediena potenciālu (Ψp) + izšķīdušās vielas jeb osmotiskais potenciāls (Ψs). Osmotiskais potenciāls ir viena no divām ūdens potenciāla sastāvdaļām. Ūdens potenciāls tīrā ūdenī ir nulle. Tāpat osmotiskais potenciāls tīrā ūdenī ir nulle. Gan ūdens potenciāls, gan osmotiskais potenciāls kļūst negatīvs, kad izšķīdušās vielas tiek izšķīdinātas ūdenī. Tādējādi tiek apkopota atšķirība starp ūdens potenciālu un osmotisko potenciālu.
