Introdução

O potencial hídrico (Ψ_w) da água é a quantificação da energia livre expressa por unidade de pressão (geralmente expressa em MPa) e tem como referência a água pura cujo potencial hídrico é igual a zero. O Ψ_w pode ser desmembrado em quatro outros componentes: potencial osmótico, potencial de pressão, potencial gravitacional e potencial mátrico. O potencial osmótico representa o efeito de solutos dissolvidos sobre a energia livre da água). Neste caso, a simples presença de um soluto (sais ou moléculas com grupos hidrofílicos) na água promove um rearranjo entre as cargas elétricas do soluto (cargas totais ou parciais) e a água, perturbando a rede de pontes de hidrogênio entre as moléculas de água, reduzindo a energia livre. Essa prática engloba uma completa revisão sobre os assuntos abordados em aulas teóricas sobre a água e o efeito do potencial hídrico sobre as plantas.

Objetivos específicos desta prática

Reforçar o conceito de equilíbrio hídrico;

Verificar que o fluxo de água é dependente da diferença de Ψ_w entre os diferentes meios;

Verificar que o fluxo de água é sempre em direção ao menor Ψ_w;

Verificar que é possível ocorrer tanto o influxo quanto o efluxo de água, dependendo da diferença de potencial hídrico entre os diferentes meios.

Procedimentos e Resultados esperados

Inicialmente vamos preparar 1 L de solução 5 M de NaCl, pesando 292,25 g de NaCl e dissolvendo num béquer em um pouco água (200 a 300 mL) (Figura 1). Na sequência, transferir a solução anterior para um balão volumétrico de 1 L e completar o volume com água, recuperando-se o resíduo do sal presente no béquer.

Figura 1. Pesagem e dissolução do cloreto de sódio (NaCl)

Para as demais concentrações, fazer diluições dessa solução inicial, utilizando a fórmula e cálculos abaixo.

Posteriormente, devem-se pesar seis conjuntos de bolinhas de hidrogel contendo cada conjunto quatro bolinhas (Figura 2).

FIGURA 2. BOLINHAS DE HIDROGEL COLORIDAS (A) E PESAGEM DAS BOLINHAS EM BALANÇA SEMI-ANALÍTICA (B)

Cinco destes conjuntos devem ser mergulhados nas diferentes concentrações de NaCl (sugere-se 5 M, 2 M, 1 M, 0,5 M, 0,25 M) e um sexto conjunto deve ser mergulhado em água destilada.

Figura 3. Colocação das bolinhas de hidrogel em béqueres com 25 mL de soluções de NaCl ou água destilada para a simulação de potenciais osmóticos diferentes

Deve-se observar o aumento de volume da bolinha e ao final (cerca de uma hora e meia depois) todos os conjuntos devem ser pesados novamente para estimar a absorção de água pelas bolinhas. Anotar os resultados. Outro conjunto de bolinhas (20 unidades) deve ser colocado em água destilada com cerca de 24 horas de antecedência da realização da aula (Figura 4). As bolinhas hidratadas previamente (cujo Ψ_w = 0) devem ser pesadas (em conjuntos de quatro bolinhas) e então transferidas para outros béqueres contendo as diferentes soluções de NaCl (Figura 5).

Figura 4. Comparação entre bolinhas desidratadas (menores) com outras (maiores) que permaneceram previamente (24 h) em água destilada

Figura 5. Condição comparativa entra as bolinhas de hidrogel embebidas em água destilada (esquerda) com uma similar após transferência por 1 h na solução de NaCl 5 mol L^-1. Enfatiza-se a redução de volume que é associada a desidratação daquela bolinha

Fazer um gráfico da relação entre o ganho ou perda de água (matéria fresca) versus o Ψ_s dos diferentes meios (Figura 6). Para efeito de cálculo assumir que o Ψ_s da solução obedeça a equação de Van’t Hoff, onde Ψ_s = -iRTC, onde i = coeficiente de dissociação do soluto (1,8 para NaCl); R = constante dos gases (0,0083143 L MPa mol^-1 K^-1); T = temperatura absoluta em Kelvin ou K (^oC + 273,15); C = é a concentração de solutos da solução (mol L^-1).

Figura 6. Absorção de água em bolinhas de hidrogel em função da concentração de NaCl no meio durante 1,5 h de embebição. Em destaque sobre os pontos uma aproximação do cálculo do potencial osmótico dos meios. Internamente, uma ilustração de bolinhas de hidrogel antes e após embebição em solução de NaCl em concentração de 5,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 mol L^-1 e em água destilada

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