Pot. agua en papa por metodo gravimetrico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO
Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales
Guía de Trabajos Prácticos Nº 4 - AÑO 2015
DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL AGUA MEDIANTE EL MÉTODO
GRAVIMÉTRICO
El agua se mueve desde el interior de una célula hacia las células que la circundan
siguiendo gradientes de energía. El agua del suelo, de un tejido ó de una solución está
sometida a condiciones variables de temperatura, presión e interacción con otras
sustancias, las cuales modifican el estado energético del agua ó su capacidad para realizar
trabajo.
Existe un término para expresar la capacidad de realizar trabajo de una sustancia y se
denomina potencial químico (µ). Sin embargo resulta complicado y poco práctico
expresar y medir valores absolutos de potencial químico del agua (µa), por lo que se utiliza
el concepto relativo de potencial agua (a). El a implica la relación entre el µ del agua
en solución respecto al µ del agua pura a presión y temperatura normales.
El agua pura tiene un máximo de energía libre, una capacidad máxima de realizar trabajo.
La energía libre de una solución de sacarosa (agua + sacarosa) será menor que la del agua
pura. Por lo tanto, para extraer un mismo volumen de agua en ambas condiciones nos dará
mayor trabajo extraerla de la condición agua + soluto. La mayor necesidad de trabajo para
la extracción del mismo volumen de agua significa que el agua en ese sistema tiene menor
capacidad para realizar trabajo.
El agua se mueve desde el lugar donde tiene mayor energía libre, mayor capacidad de
realizar trabajo, mayor a hacia lugares donde el estado energético es menor, menor a.
Si colocamos en un mismo recipiente agua pura de un lado y agua + soluto del otro,
separados por una membrana semipermeable, observaremos que el agua se moverá a través
de dicha membrana desde el recipiente que tiene agua pura hacia el lado donde existe agua
+ soluto. En este caso, el agua ha seguido un gradiente de energía, pues el agua pura tiene
mayor a que el agua + soluto. Este proceso de difusión a través de una membrana
semipermeable recibe el nombre de ósmosis y ocurre entre células vecinas de un tejido
vegetal. Si se tiene dos recipientes separados por una membrana semipermeable, y en uno
de ellos se pone agua pura y en el otro agua + soluto, observaremos que el agua del
recipiente conteniendo agua pura penetrará al segundo recipiente el cuál aumentará su
volumen hasta que se alcance un equilibrio. De este modo, el potencial osmótico (o) es
la presión necesaria que debemos ejercer para evitar el paso del agua a través de la
membrana semipermeable ó bien es igual al exceso de presión hidrostática representado
por la diferencia de niveles.
La célula vegetal, con su pared celular relativamente inextensible, con sus membranas
celulares semipermeables, y la presencia de una gran vacuola, ha sido comparada con un
osmómetro. Cuando el agua sale por ósmosis, la vacuola se contrae al igual que el
citoplasma y se separa de la pared celular. Este fenómeno se llama plasmólisis,
presentando la planta o tejido un estado flácido. Cuando ingresa agua a la célula se produce
un pequeño exceso de presión hidrostática de las membranas celulares contra la pared
celular, denominado presión de turgencia. Los valores que puede adquirir el t varían
desde cero hasta valores idénticos a los del o pero con signo positivo. En el caso de
células transpirantes, el t es negativo debido al desarrollo de tensiones negativas
características del xilema, cuyas células no contienen citoplasma.
El a como ya dijimos no se refiere al  absoluto del agua en un sistema, sino a la
diferencia entre ese  y el de un sistema de referencia: agua pura a 25°C y a 1 atm de
presión.
a =  -  (25C y 1 atm).
Por lo tanto cuando el  del agua de un sistema es igual al del agua pura a 25°C, el a será
igual a cero, pero cuando el  del agua en un sistema es menor (ya sea porque la
temperatura es menor de 25°C ó por la presencia de solutos) el a será negativo.
En Fisiología Vegetal se utilizan unidades como atmósferas (atm), bares (bar) ó
megapascales (MPa) para expresar el a, en vez de usar unidades de energía como
ergios/mol.
El a de una célula está influenciado por componentes que le suman ó le restan energía
libre de acuerdo a la siguiente relación:
a = o + t + m
Es decir que, existe un componente osmótico (o), un componente de turgencia (t) que
en estado de turgencia celular aumenta el a; por último existen coloides como proteínas
y celulosas en el citoplasma que absorben agua y le restan energía libre al sistema que
constituyen el componente mátrico (m). Este último tiene un valor despreciable en
células muy vacuoladas y adquiere un valor elevado en suelos donde los coloides como la
arcilla abundan. Por lo tanto la ecuación final es:
a = - o + t - m
El o de una solución se puede calcular fácilmente si conocemos la concentración molal
(m = n° de moles disueltos en 1000 g de agua), la temperatura absoluta T y la constante de
los gases (R = 0,082 atm x °K x mol-1).
o = m . R . T = 1 m . 0,082 . 273°K = - 22,4 atm
Una solución 1 molal a 273°K (0°C) y a nivel del mar desarrolla un o de - 22,4 atm.
Cabe recordar que el a de una solución es igual al o dado que carece de t.
En el presente trabajo práctico se determinará el a en parénquima amiláceo de tubérculos
de papa mediante el método gravimétrico. Este método se basa en el equilibrio que se
alcanza cuando una célula ó tejido se sumerge en una solución cuyo o es igual al
promedio del a del tejido; en ése momento no habrá variación en el volumen celular, no
variará el peso inicial ni final de los discos de papa.
En soluciones con o inferior al a del tejido habrá disminución del volumen celular y
pérdida de peso. En el caso de que el o sea superior al a del tejido habrá aumento del
volumen celular y ganancia de peso. La solución en la cuál no se determine ganancia ni
pérdida de peso, se considera que tiene un o igual al promedio de los a de las células
del parénquima.
Materiales
5 cajas de Petri de 10 cm de diámetro.
Balanza analítica.
Sacabocados y hoja de afeitar ó bisturí.
Tubérculos de papa
Soluciones de manitol: 0 M (agua destilada); 0,15 M; 0,25 M; 0,35 M; 0,45 M; 0,55 M.
Preparar 20 ml de c/u de ellas. Para la preparación de las soluciones hacer uso de la
siguiente fórmula:
V . M = V' . M', partiendo de una solución madre de manitol 1 M.
20 ml x 0,15 M = X x 1 M; X = 3 ml; 3 ml man. + 17 ml agua
20 ml x 0,25 M = X x 1 M; X = 5 ml; 5 ml man. + 15 ml agua
20 ml x 0,35 M = X x 1 M; X = 7 ml; 7 ml man. + 13 ml agua
20 ml x 0,45 M = X x 1 M; X = 9 ml; 9 ml man. + 11 ml agua
20 ml x 0,55 M = X x 1 M; X = 11 ml; 11 ml man. + 9 ml agua
Procedimiento
Extraer con el sacabocados cilindros de tubérculo de papa lo más largos posibles
eliminando la peridermis. A partir de los cilindros cortar discos formando lotes de 20
discos cada uno. Conservar los discos en cajas de Petri tapadas para evitar su desecado.
Cuando se halla cortado el lote 1 pesar al mg. Anotar el peso y transferir las secciones a la
caja de Petri 1 que contiene agua destilada. Proceder exactamente igual con el lote 2 y
transferirlo a la caja 2 que contiene la solución de manitol al 0,15 M. Proceder de igual
forma con los restantes lotes. Exactamente 2 h después de realizada cada inmersión en las
respectivas soluciones retirar el material, secar entre papeles de filtro y pesar. Anotar
dichos pesos en la siguiente tabla.
Lote n°
Solución
1
0M
2
0,15 M
3
0,25 M
4
0,35 M
5
0,45 M
6
0,55 M
Peso inicial
Peso Final
Diferencia
Graficar los resultados obtenidos; eje de ordenadas: Diferencia de peso (gr), eje de
abscisas: Concentración de Manitol (M).
Extrapolar del gráfico la concentración de Manitol en la que la diferencia de peso es cero
y calcular el potencial agua promedio del tejido.
Cálculo del a promedio:
22,4 atm . M . T
a = --------------------------273°K
M = Molaridad de la solución de manitol en que no hubo diferencia de peso
T = Temperatura absoluta (Temp.ambiente en °C + 273°K).