Ključna razlika med vodnim potencialom in osmotskim potencialom je, da je vodni potencial merilo koncentracije prostih vodnih molekul, medtem ko je osmotski potencial merilo težnje raztopine, da črpa vodo iz čiste vode skozi pol -prepustna membrana z osmozo.
Potencial vode in potencial topljenca ali osmotski potencial sta dve meri potencialne energije vode. Vodni potencial opisuje, kako prosto se lahko molekule vode gibljejo v določenem okolju ali sistemu. Osmotski potencial opisuje potencialno energijo molekul vode, ko so v raztopini molekule topljenca. Molekule topljencev privlačijo molekule vode in omejujejo njihovo svobodo gibanja. Vodni in osmotski potencial se merita v Mpa. Vodni potencial je lahko nič ali negativna vrednost, ne more pa biti pozitivna vrednost. Poleg tega ima čista voda ničelni vodni potencial in ničelni osmotski potencial.
Kaj je vodni potencial?
Vodni potencial je merilo koncentracije prostih molekul vode. Proste molekule vode so molekule vode, ki se prosto gibljejo. Zato je to potencialna energija v vodi. Za označevanje vodnega potenciala se uporablja grška črka ψ (psi), meri pa se z enoto tlaka: megapaskali (MPa). Izračuna se z uporabo enačbe Ψ=Ψs + Ψp + Ψg + Ψm. Ψs pomeni potencial topljenca, Ψp tlačni potencial, Ψg gravitacijski potencial in Ψm matrični potencial.
Slika 01: Vodni potencial
Čista voda nima vodnega potenciala. Vodni potencial je torej razlika med potencialom v danem vzorcu vode in čisto vodo. Dani vzorec, ki vsebuje topljence, ima negativen vodni potencial. Ko je molekul topljenca veliko, se molekule vode manj prosto gibljejo; torej obstaja negativna potencialna energija. Ko je koncentracija topljencev v vzorcu višja, so gibanja vodnih molekul v raztopini manjša. Voda se na splošno premika od visokega vodnega potenciala do nizkega vodnega potenciala. Vodni potencial nima pozitivne vrednosti.
Pri rastlinah je vodni potencial pomemben pri premikanju vode do listov za izvedbo fotosinteze. Poleg tega je vodni potencial potreben za premikanje vode iz tal na vrh rastlin.
Kaj je osmotski potencial?
Osmotski potencial, znan tudi kot potencial topljenca, je sestavni del vodnega potenciala. Je merilo potenciala vode za gibanje iz območja z nižjo koncentracijo topljenca v višjo koncentracijo topljenca. Osmotski potencial v čisti vodi je enak nič. Raztopina ima negativen osmotski potencial. Zaradi prisotnosti topljencev je osmotski potencial vedno negativen, saj se bodo molekule vode zaradi molekul topljenca manj prosto gibale. Na splošno se osmotski potencial zmanjšuje s povečanjem koncentracije topljenca. Osmotski potencial je označen z Ψs in merjen v Mpa.
Slika 02: Osmotski potencial
Osmotski potencial lahko definiramo kot potencial molekul vode, da se premaknejo iz hipotonične raztopine v hipertonično raztopino preko polprepustne membrane. Hipotonična raztopina ima manjšo koncentracijo topljenca in več vode, medtem ko ima hipertonična raztopina visoko koncentracijo topljenca in manj vode. Razlika med osmotskim potencialom povzroči premik vode iz hipotonične v hipertonično raztopino. Ko sta osmotska potenciala dveh območij ali raztopin podobna, med njima ni skupnega gibanja molekul vode, raztopini pa pravimo izotonične raztopine.
Kakšne so podobnosti med vodnim in osmotskim potencialom?
- Osmotski potencial je sestavni del vodnega potenciala.
- Potencial vode in osmotski potencial sta v čisti vodi enaka nič.
- Vsaka raztopina ima negativen vodni potencial in negativen osmotski potencial.
- Merijo se v MPa.
- V rastlinskih celicah sta vodni potencial in potencial topljenca negativna.
Kakšna je razlika med vodnim potencialom in osmotskim potencialom?
Vodni potencial je merilo potencialne energije vode v sistemu v primerjavi s čisto vodo, medtem ko je osmotski potencial potencial vodnih molekul, da se premaknejo iz hipotonične raztopine v hipertonično raztopino preko polprepustne membrane preko osmoza. To je torej ključna razlika med vodnim potencialom in osmotskim potencialom. Poleg tega se vodni potencial pojavi zaradi gibanja prostih molekul vode v določenem okolju, medtem ko se osmotski potencial pojavi zaradi raztopljenih topljencev.
Spodnja tabela povzema razlike med vodnim in osmotskim potencialom.
Povzetek – vodni potencial proti osmotskemu potencialu
Potencial vode je merilo potencialne energije v vodi, medtem ko je osmotski potencial del vodnega potenciala, ki izhaja iz prisotnosti delcev topljenca. Zato je osmotski potencial posledica raztopljenih topljencev. Vodni potencial (Ψ) je enak tlačnemu potencialu (Ψp) + topljencu ali osmotskemu potencialu (Ψs). Osmotski potencial je ena od dveh komponent vodnega potenciala. Vodni potencial v čisti vodi je enak nič. Podobno je osmotski potencial v čisti vodi enak nič. Tako vodni kot osmotski potencial postaneta negativna, ko se raztopine raztopijo v vodi. To torej povzema razliko med vodnim in osmotskim potencialom.
