ההבדל העיקרי בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי הוא שפוטנציאל המים הוא המדד לריכוז מולקולות המים החופשיות בעוד שהפוטנציאל האוסמוטי הוא המדד לנטייה של תמיסה לשאוב מים ממים טהורים דרך חצי -קרום חדיר דרך אוסמוזה.
פוטנציאל מים ופוטנציאל מומס או פוטנציאל אוסמוטי הם שני מדדים של האנרגיה הפוטנציאלית של מים. פוטנציאל המים מתאר כיצד מולקולות מים יכולות לנוע בחופשיות בסביבה או מערכת מסוימת. פוטנציאל אוסמוטי מתאר את האנרגיה הפוטנציאלית של מולקולות מים כאשר יש מולקולות מומסות בתמיסה.מולקולות מומסות מושכות מולקולות מים ומגבילות את חופש התנועה שלהן. גם פוטנציאל המים וגם הפוטנציאל האוסמוטי נמדדים ב-Mpa. פוטנציאל המים יכול להיות אפס או ערך שלילי, אבל הוא לא יכול להיות ערך חיובי. יתרה מכך, למים טהורים יש אפס פוטנציאל מים ואפס פוטנציאל אוסמוטי.
מהו פוטנציאל המים?
פוטנציאל המים הוא מדד לריכוז מולקולות המים החופשיות. מולקולות מים חופשיות הן מולקולות המים החופשיות לנוע. לכן, זוהי האנרגיה הפוטנציאלית במים. האות היוונית ψ (psi) משמשת לציון פוטנציאל מים, והיא נמדדת מיחידת הלחץ: מגה-פסקל (MPa). הוא מחושב באמצעות המשוואה של Ψ=Ψs + Ψp + Ψg + Ψm. Ψs מייצג פוטנציאל מומס, Ψp עבור פוטנציאל לחץ, Ψg עבור פוטנציאל כבידה ו-Ψm עבור הפוטנציאל המטריאלי.
איור 01: פוטנציאל מים
למים טהורים יש פוטנציאל מים אפס. מכאן שפוטנציאל המים הוא ההבדל בין הפוטנציאל בדגימת מים נתונה למים טהורים. לדגימה נתונה המכילה מומסים יש פוטנציאל מים שלילי. כאשר יש הרבה מולקולות מומסות, מולקולות מים פחות חופשיות לנוע; לפיכך, יש אנרגיה פוטנציאלית שלילית. כאשר ריכוז המומסים בדגימה גבוה יותר, התנועות של מולקולות המים קטנות יותר בתמיסה. מים בדרך כלל עוברים מפוטנציאל מים גבוה לפוטנציאל מים נמוך. פוטנציאל המים אינו מקבל ערך חיובי.
בצמחים, פוטנציאל המים חשוב בהעברת מים לעלים על מנת לבצע פוטוסינתזה. יתר על כן, יש צורך בפוטנציאל מים על מנת להעביר מים מהאדמה לראש הצמחים.
מהו פוטנציאל אוסמוטי?
פוטנציאל אוסמוטי, הידוע גם כפוטנציאל מומס, הוא מרכיב בפוטנציאל המים. זהו מדד לפוטנציאל המים לתנועה מאזור של ריכוז מומס נמוך יותר לריכוז מומסים גבוה יותר. הפוטנציאל האוסמוטי במים טהורים הוא אפס. לפתרון יש פוטנציאל אוסמוטי שלילי. הנוכחות של מומסים תמיד הופכת את הפוטנציאל האוסמוטי לשלילי שכן מולקולות מים יהיו פחות חופשיות לנוע בגלל מולקולות מומסות. בדרך כלל, הפוטנציאל האוסמוטי יורד עם העלייה בריכוז המומסים. הפוטנציאל האוסמוטי מסומן ב-Ψs ונמדד ב-Mpa.
איור 02: פוטנציאל אוסמוטי
ניתן להגדיר פוטנציאל אוסמוטי כפוטנציאל של מולקולות מים לעבור מתמיסה היפוטונית לתמיסה היפרטונית על פני ממברנה חדירה למחצה.לתמיסה היפוטונית יש פחות ריכוז מומסים ויותר מים ואילו לתמיסה היפרטונית יש ריכוז מומסים גבוה ופחות מים. ההבדל בין הפוטנציאל האוסמוטי גורם לתנועת המים מתמיסה היפוטונית להיפרטונית. כאשר הפוטנציאלים האוסמוטיים של שני אזורים או פתרונות דומים, אין תנועה נטו של מולקולות מים ביניהם, והתמיסות נקראות פתרונות איזוטוניים.
מהם הדמיון בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי?
- פוטנציאל אוסמוטי הוא מרכיב בפוטנציאל המים.
- פוטנציאל המים והפוטנציאל האוסמוטי הם אפס במים טהורים.
- לכל פתרון יש פוטנציאל מים שלילי ופוטנציאל אוסמוטי שלילי.
- הם נמדדים ב-MPa.
- בתאי הצמח, גם פוטנציאל המים וגם פוטנציאל המומסים הם שליליים.
מה ההבדל בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי?
פוטנציאל המים הוא מדד לאנרגיה הפוטנציאלית של מים במערכת בהשוואה למים טהורים בעוד שהפוטנציאל האוסמוטי הוא הפוטנציאל של מולקולות מים לעבור מתמיסה היפוטונית לתמיסה היפרטונית על פני ממברנה חצי חדירה דרך סְפִיגָה. לפיכך, זהו ההבדל העיקרי בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי. יתר על כן, פוטנציאל המים מתרחש עקב תנועה של מולקולות מים חופשיות בסביבה מסוימת, בעוד שהפוטנציאל האוסמוטי מתרחש עקב מומסים מומסים.
הטבלה למטה מסכמת את ההבדלים בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי.
סיכום – פוטנציאל מים לעומת פוטנציאל אוסמוטי
פוטנציאל המים הוא המדד לאנרגיה הפוטנציאלית במים בעוד שהפוטנציאל האוסמוטי הוא החלק בפוטנציאל המים הנובע מנוכחות חלקיקים מומסים.לכן, הפוטנציאל האוסמוטי הוא תוצאה של מומסים מומסים. פוטנציאל המים (Ψ) שווה לפוטנציאל הלחץ (Ψp) + פוטנציאל מומס או אוסמוטי (Ψs). פוטנציאל אוסמוטי הוא אחד משני המרכיבים של פוטנציאל המים. פוטנציאל המים במים טהורים הוא אפס. באופן דומה, הפוטנציאל האוסמוטי במים טהורים הוא אפס. גם פוטנציאל המים וגם הפוטנציאל האוסמוטי הופכים שליליים כאשר מומסים מומסים במים. לפיכך, זה מסכם את ההבדל בין פוטנציאל מים לפוטנציאל אוסמוטי.
