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Potencial Osmótico y Potencial Hídrico en dos soluciones

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Potencial Osmótico y Potencial Hídrico en dos soluciones

 

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En un tubo con forma de U se tienen dos mitades con una misma cantidad de agua, separadas por una membrana semipermeable. Primero, en ambas mitades hay agua pura sin solutos, es decir, 100% de concentración de agua, y por lo tanto, potencial osmótico Ψs = 0 MPa y potencial hídrico Ψ = 0 MPa.

Antes de continuar es necesario aclarar que el potencial hídrico Ψ se mide en pascales (el pascal es una unidad de presión, dada la presión que ejerce el agua de la solución con mayor potencial hídrico sobre la solución con menor potencial hídrico). El pascal es una unidad de presión, y se la puede definir como la presión que ejerce una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 m2. El Newton es la unidad de fuerza en física. En física, la fuerza es lo que origina los movimientos de los cuerpos, o lo que genera el cambio de velocidad de los objetos en movimiento (aceleración). En este caso, el potencial hídrico se mide en pascales, porque se refiere a la presión que puede ejercer potencialmente el agua de la solución con mayor concentración de solvente (menor concentración de soluto), sobre la solución con menor concentración de solvente (mayor concentración de soluto). Debido a que los valores obtenidos en Pascales son muy grandes, se utilizan MegaPascales (Mega es el prefijo de 1 millón) para obtener números de cifras más pequeñas y fáciles de manipular.

A continuación, se disuelve sal en ambas mitades del recipiente. En el lado derecho se disuelve más sal que en el lado izquierdo.

Por lo que la concentración de agua (solvente) en la solución izquierda es de 90% mientras que la concentración de sal (soluto) es de 10%. La sal, que es el soluto de la solución, reduce al potencial osmótico de Ψs = 0 MPa a Ψs = -1 MPa. Esto le da a la solución izquierda un potencial hídrico de Ψ = -1 MPa.

En la solución derecha, la concentración de agua es de 70% y la concentración de sal (soluto) es de 30%. La sal reduce al potencial osmótico de Ψs = 0 MPa a Ψs = -3 MPa. Esto le da a la solución derecha un potencial hídrico de Ψ = -3 MPa.

Como -1 es mayor a -3, el agua fluirá de la solución de la mitad izquierda del tubo (mayor potencial hídrico, o sea Ψ = -1 MPa) a la solución de la mitad derecha del tubo (menor potencial hídrico, o sea Ψ = -3 MPa). Vale recordar que -1 Megapascal equivale a -1000 kiloPascales y -1.000.000 de Pascales, mientras que -3 Megapascales equivalen a -3000 kiloPascales y -3.000.000 de Pascales.
 
El movimiento del agua de la solución izquierda hacia la solución derecha se detendrá cuando ambas soluciones logren concentraciones iguales de agua y sal (80% de agua y 20% de sal en ambas soluciones) y por ende, iguales potenciales osmóticos Ψs = -2 MPa y potenciales hídricos Ψ = -2 MPa.
 
A pesar que ambas soluciones seguirán teniendo potenciales osmóticos negativos (por seguir teniendo las dos soluciones sal disuelta) y por lo tanto potenciales hídricos negativos, debido a que dichos potenciales se igualan en las dos soluciones luego de igualarse las concentraciones de solventes y las concentraciones de solutos, el agua dejará de fluir.

Por último, es necesario destacar que el valor máximo de potencial osmótico que se puede tener es 0 (cero) MPa, y solamente ocurre en agua pura sin solutos. Los solutos disueltos, siempre reducen al potencial osmótico y por consiguiente le confieren valores negativos, como se mostró en el ejemplo anterior.
 

<< Para aprender más sobre el fenómeno de la ósmosis, ir al artículo de Qué es ósmosis y qué la genera

Fuentes de la información:

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