Relaciones Energeticas

http://www.bib.ufro.cl/libros/580/Contenido/48036.pdf

RELACIONES ENERGÉTICAS.
La ósmosis ocurre siempre de una zona de alto potencial químico del solvente a otra de bajo potencial químico o en otras palabras de soluciones diluidas hacia soluciones concentradas, separadas por una membrana semipermeable. 
La endósmosis (ósmosis hacia dentro del sistema) ocurre si el agua en la solución externaestá a un potencial químico más alto que la interna, el agua se mueve hacia el interior de la célula. La exósmosis (ósmosis hacia fuera del sistema) ocurre sí el agua interna está a un potencial químico mayor que el agua externa, el agua se mueve hacia fuera de la célula. 
El potencial químico del agua  es afectado por tres factores:
1. Temperatura. Al aumentar la temperatura aumenta elpotencial químico del agua, ya que ésta es una medida de la energía cinética de las moléculas. 
2. Presión. La presión aumenta el potencial químico del agua, ya que aumenta su energía libre.
3. Concentración. Al aumentar la concentración de soluto disminuye el potencial químico del agua, ya que la atracción entre soluto y solvente disminuye la energía libre de las moléculas de agua.
El efecto delsoluto sobre la energía libre del solvente se puede demostrar estudiando los cambios en las propiedades coligativas de las soluciones, ya que estas dependen de la energía libre de las moléculas de solvente. 
 
Efecto de disolver 180 g de glucosa en 1000 g de agua (solución uno molal de glucosa) |
Propiedad coligativa | Agua | Solución 1 molal | Efecto de la glucosa sobre la propiedad |
Presiónde vapor | 17,5 mm Hg a 200 C | 17,2 mm Hg | Disminuye |
Punto de congelación | 0º C | - 1,86º C | Disminuye |
Punto de ebullición | 100º C | 100,51º C | Aumenta |
Presión osmótica | 0 atm | 24 atm | Aumenta |
Potencial hídrico | 0 joules/g | - 2,4 joules/g | Disminuye |
  |
El efecto de añadir un soluto al agua disminuye la energía libre del agua. El cambio en la energía libre del aguaproducido por el soluto se denomina potencial osmótico  de la solución. 
Potencial osmótico  . Es la variación en el potencial hídrico resultante de la presencia de solutos. Es equivalente a los valores de la presión osmótica (P0 ) con signo negativo 
(  = - P0 ). En la célula  es siempre negativo.
Cuando se diluye una solución el valor de aumenta, hasta alcanzar el valor de cero a dilucióninfinita.
Potencial hídrico . Es el potencial químico del agua en un sistema o parte de un sistema, expresado en unidades de presión y comparado con el potencial químico del agua pura , a la presión atmosférica y a la misma temperatura y altura, con el potencial químico del agua tomado como referencia e igual a cero. Matemáticamente se puede expresar de la siguiente forma
| Donde:
= potencialhídrico
 =potencial químico del agua en el sistema estudiado 
= potencial químico del agua pura a la presión atmosférica y a la misma temperatura que el sistema estudiado
Vw = volumen molar parcial del agua ( 18 cm2. Mol-1. ). |
 
 

La importancia del potencial hídrico es que indica la dirección de la ósmosis. Se puede expresar también de la siguiente manera :
 = + Pp | Donde:
= potencialosmótico
Pp = presión parieta |
La ósmosis se realiza siempre de una región de potencial hídrico alto (valores negativos pequeños de ) a una región de bajo potencial hídrico (valores negativos grandes). Por ejemplo, la ósmosis ocurrirá desde una célula A con un valor  = - 3 atm. a una célula B con un valor = - 4 atm. 
Cuando una solución se encuentra a presión atmosférica Pp = 0 y  = . Elpotencial hídrico es siempre negativo y alcanza un valor máximo de cero para el agua pura:  agua pura = 0. Cuando se ponen en contacto dos células que tienen el mismo potencial hídrico, no se produce un movimiento neto de agua, ni hacia dentro ni hacia fuera, por lo que las células se mantienen en equilibrio.
La unidad en que se expresa el potencial hídrico es: 1 atm. = 1,01 bar o 0,1 MPa (Mega...