Che cos’è il Potenziale chimico dell’acqua
Quando parliamo di trasporti attivi e di trasporti passivi non possiamo permetterci di non citare l’acqua, protagonista del trasporto passivo chiamato osmosi, ma prima di tutto solvente per ogni tipologia di trasporto che può avvenire all’interno del nostro corpo.
Non è un segreto che l’acqua sia la molecola più abbondante nel nostro organismo, infatti arriva a costituire quasi l’80% del peso totale in un bambino, mentre nell’adulto fra il 60 e il 65%.
Per le piante, invece, la componente dell’acqua è ben differente in quanto ha ancora più ruoli fondamentali da compiere rispetto al mondo animale, arrivando cosi a una componente vicina al 95% del peso totale del tessuto.
Grazie alle sue caratteristiche è un fantastico solvente, ed è il luogo deputato di tutte le reazioni metaboliche fra i metaboliti primari e secondari.
Indice
- Il Potenziale idrico
- Potenziale di pressione
- Potenziale osmotico
- Il Potenziale di matrice
- Come si esprime il potenziale idrico
- Il potenziale idrico nelle piante
Potenziale Idrico
Da questa base è necessario andare ad analizzare la componente d’energia chimica di questo elemento, espresso sotto la forma di potenziale chimico.
Infatti, come ogni altra molecola presente in natura, l’acqua possiede energia disponibile pronta per poter compiere un lavoro.
Questo lavoro, (il termine lavoro va colto come termine fisico) è definito dal potenziale chimico che possiede la molecola, in questo caso chiamato potenziale idrico.
Il potenziale idrico è un calcolo matematico costituito da tre incognite, ognuna di esse definite un potenziale differente che a breve andremo a vedere.
Nel complessivo però, possiamo già spiegare che il potenziale idrico è direttamente influenzato dalla altitudine o pressione superficiale, e dalla temperatura delle molecole stesse.
La formula del potenziale idrico è:
- Potenziale di matrice + Potenziale di pressione + Potenziale osmotico
Potenziale di pressione
Il potenziale di pressione è l’effetto diretto della pressione stessa esercitata sull’acqua.
In parole povere, è l’energia che l’acqua subisce dalla pressione, sia atmosferica, sia data da qualsiasi altro componente fisico.
Se la pressione aumenta, aumenterà anche il potenziale di pressione.
Se il potenziale di pressione aumenta, aumenterà anche il potenziale idrico; viceversa, se il potenziale di pressione diminuisce, diminuirà anche il potenziale idrico.
Di conseguenza il potenziale di pressione è positivo quando attua un lavoro positivo (compressione) mentre è negativo quanto attua un lavoro negativo (dilatazione).
Una delle caratteristiche dell’acqua, è quella del poter resistere a grandi e notevoli tensioni, grazie alla forza intrinseca delle sue molecole unite fra loro da interazioni semplici.
Grazie a ciò, è in grado di sopportare pressioni totali negative di un alta intensità.
Il metodo di misura, per questa semplice equazione, sarà il mega pascal (mpa).
Un mega pascal è equivalente a 10 bar; un bar è equivalente ad una atmosfera.
La convenzione internazionale, definisce dell’acqua chimicamente non contaminata (pura) all’altezza del livello del mare, con una pressione pari a 0 mega pascal.
Una nota interessante è che per ogni dieci metri di acqua, andiamo a raggiungere lo stesso peso di 1 atmosfera.
Ovvero, al livello del mare, qualsiasi cosa sopporta il peso di una atmosfera (composta da tutta l’aria che abbiamo sopra di noi); per ogni 10 metri di profondità nel mare, andremo ad aggiungere un altra atmosfera.
Quindi l’intera atmosfera sopra la nostra testa, pesa quanto 10 metri d’acqua.
Potenziale osmotico
Come potenziale osmotico, andiamo a intendere, l’energia che l’acqua pura possiede nei confronti dei vari soluti.
In parole povere, la capacità dell’acqua di sciogliere le molecole esterne al suo interno.
Un liquido composto esclusivamente da acqua pura, non possiede al suo interno nessun soluto; in questo caso, l’acqua avrà il massimo del suo potenziale osmotico.
Ogni volta che verrà introdotto un soluto, l’acqua andrà a dissolverlo in essa, e il potenziale osmotico andrà a diluire.
In modo banale possiamo pensare ad un bicchiere d’acqua e a vari cucchiaini di zucchero.
Mettendo un cucchiaio di zucchero, esso di scioglierà all’interno dell’acqua; e potremo andare avanti fino a che rimarrà il potenziale osmotico.
Nel momento nel quale il potenziale osmotico sarà pari a zero, si inizierà a notare che lo zucchero si depositerà sul fondo; ciò è dato dalla mancanza di potenziale osmotico.
Quando il potenziale osmotico è pari a zero, il composto verrà detto saturo.
Sempre per convenzione fisica, il potenziale osmotico in una soluzione è sempre e comunque negativo, essendoci una qualsiasi sorta di legame con delle particelle.
(Sfruttando malamente questa piccola legge fisica, negli anni si è anche sviluppata la falsa teoria della “memoria dell’acqua” sul quale si basa l’omeopatia, ovviamente in un futuro andrò a trattarla)
Potenziale di matrice
Il potenziale di matrice è descrivibile come il rapporto fra l’acqua e le varie molecole solide e non solubili in rapporto con essa.
Tale fattore è detto anche adsorbimento dell’acqua, e va a diminuire l’energia dell’acqua stessa.
Infatti per convezione, anche questo potenziale risulta sempre negativo.
Come si esprime il potenziale idrico
Il potenziale idrico dell’acqua non è solamente una mera formula matematica espressa dalla somma di 3 potenziali differenti, ma è un calcolo che va a spiegare il movimento stesso dell’acqua.
Infatti la capacità del movimento dell’acqua, è legata esclusivamente al suo potenziale idrico.
(Alla banale domanda: “ma l’acqua si muove anche per la gravità!”, ricordiamo che la gravità fa parte del potenziale di pressione.)
L’acqua in sé ha un movimento da una zona dove il suo potenziale complessivo idrico è positivo a dove il suo potenziale idrico diventa negativo.
Quindi l’acqua si muove solo ed esclusivamente dove si trova una differenza di potenziale.
Se il potenziale è nulla e quindi pari a zero, l’acqua sarà ferma, e non si noterà nessun movimento.
Potenziale idrico nelle piante
Nelle piante il potenziale idrico va a spiegare e dimostrare la capacità della pianta di assorbire acqua dalla superficie, e di portarla all’interno di tutti gli organi e tessuti della pianta stessa.
Il tutto andando contro alla forza di gravità.
Infatti, nel concreto, quando dell’acqua si ritrova nel terreno adiacente alle radici di una pianta, l’acqua percepisce una concentrazione maggiore di soluto all’interno della pianta.
Grazie a tale differenza, fra la pianta e la terra, l’acqua entrerà attraverso i peli radicali, e inizierà il suo percorso all’interno della pianta.
Tale forza, spiegata in modo completo dal potenziale idrico, è chiamata pressione radicale e funziona principalmente grazie alla presenza dello zucchero creato dalla fotosintesi clorofilliana.
Però essendo un argomento abbastanza complesso, andremo a trattarlo in modo migliore nel futuro!
