¿Qué es el potencial hídrico?
El potencial hídrico (\(\Psi\)) mide la energía potencial del agua por unidad de volumen en comparación con el agua pura en condiciones estándar. Sirve para predecir hacia dónde se desplazará el agua: esta siempre fluye desde una zona de mayor potencial hídrico (menos negativo) hacia otra de menor potencial (más negativo). En biología vegetal explica cómo el agua pasa del suelo a las raíces, asciende por el xilema y sale por las hojas. El potencial hídrico se expresa en bares o megapascales (esta calculadora trabaja en bares).
Cómo usar esta calculadora
Introduce la constante de ionización (\(i\)) del soluto, la concentración molar \(C\) en mol/L, la temperatura en grados Celsius y el potencial de presión \(\Psi_p\) en bares. La herramienta convierte la temperatura a kelvin, calcula el potencial osmótico mediante $$\Psi_s = -iCRT$$ y le suma el potencial de presión para obtener el potencial hídrico total \(\Psi\).
La fórmula explicada
Las ecuaciones que rigen el cálculo son $$\Psi = \Psi_s + \Psi_p$$ y $$\Psi_s = -iCRT$$ donde \(i\) es la constante de ionización (factor de van 't Hoff), \(C\) es la concentración molar (mol/L), \(R\) es la constante de presión \(0{,}0831\ \text{L}\cdot\text{bar}/(\text{mol}\cdot\text{K})\) y \(T\) es la temperatura en kelvin (°C + 273). El potencial osmótico es siempre cero o negativo, porque disolver solutos reduce el potencial hídrico. El potencial de presión suele ser positivo dentro de las células vegetales turgentes y puede ser negativo en el xilema sometido a tensión.
Ejemplo resuelto
Imagina una disolución de sacarosa (\(i = 1\)) a 0,15 mol/L y 22 °C sin presión añadida (\(\Psi_p = 0\)). Convertimos la temperatura: \(22 + 273 = 295\ \text{K}\). Entonces $$\Psi_s = -(1)(0{,}15)(0{,}0831)(295) = -3{,}677\ \text{bar}.$$ Con \(\Psi_p = 0\), el potencial total es $$\Psi = -3{,}677 + 0 = -3{,}677\ \text{bar}.$$
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de i debo usar? Emplea \(i = 1\) para solutos que no se ionizan, como la sacarosa o la glucosa. Para el NaCl utiliza \(i \approx 2\) (se disocia en Na⁺ y Cl⁻) y para el CaCl₂, \(i \approx 3\).
¿Por qué el potencial osmótico es negativo? Añadir solutos disminuye la energía libre del agua, de modo que \(\Psi_s\) hace que el potencial hídrico baje por debajo de cero. El agua pura tiene \(\Psi = 0\).
¿Qué valor de R se utiliza? Esta herramienta usa \(R = 0{,}0831\ \text{L}\cdot\text{bar}/(\text{mol}\cdot\text{K})\), por lo que los resultados se obtienen en bares. Multiplica los bares por 0,1 para convertirlos en megapascales (MPa).
