اندازه گیری پتانسیل آب در یک بافت گیاهی (سیب زمینی)

تئوری آزمایش
سیستمی که ماهیت آب و حرکت آن را در خاک و گیاه بیان می‌کند بر مبناء روابط انرژی پتانسیل استوار است. وقتی که آب از یک منطقه دارای انرژی پتانسیل زیاد به یک منطقه دارای انرژی پتانسیل کم حرکت می‌کند ، این آب دارای توان انجام کار است. انرژی پتانسیل یک سیستم آبکی (Aqueos) ، در مقایسه با انرژی پتانسیل آب خالص قیاس می‌شود. چون آب در گیاه و در خاک معمولاً به‌علت دارا بودن مواد محلول (Solutes) ، از نظر شیمیائی خالص نیست و از نظر فیزیکی به‌علت کشش‌های قطبی ، نیروی ثقل ، و فشار ، انرژی پتانسیل آن کمتر از آب خالص می‌باشد انرژی پتانسیل آب در گیاه و خاک را پتانسیل آب می‌نامند که با حروف یونانی سای (ψ_w) نشان داده می‌شود و به‌صورت نیرو بر واحد سطح بیان می‌شود. واحد اندازه‌گیری آن معمولاً بار یا پاسکال (Pa) ، می‌باشد. یک‌بار مساوی ۱۰ به توان ۵ پاسکال یا ۱۰ به توان ۶ دین بر سانتی‌متر مربع یا ۹۹/۰ اتمسفر و یا ۱۰ به توان ۲ ژول بر کیلوگرم می‌باشد. آب خالص دارای پتانسیل آب صفر بار می‌باشد. پتانسیل آب در خاک و گیاه معمولاً کمتر از صفر بار می‌باشد. یعنی مقدار آن منفی است. هر چقدر این مقدار بیشتر منفی باشد پتانسیل آن کمتر است.
پتانسیل آب گیاه و خاک حاصل جمع چند پتانسیل به شرح زیر مى‌باشد:

ψ_w = ψ_m + ψ_s + ψ_p + ψ_z

ψ_m = پتانسیل ماتریک (Matrix potential)، نیروئى که توسط آن، آب به گیاه یا سطح ذرات خاک چسبیده است (به‌وسیله نیروى جذب سطحى Adsorption، یا شعریه‌اى Capillarity)، این جاذبه‌ها فقط از طریق اعمال نیروى دیگرى مى‌توان خنثى کرد. بنابراین مقدار آن همواره منفى است.
ψ_s = پتانسیل مواد محلول (پتانسیل اسمزی). انرژى پتانسیل آب است که تحت تأثیر غلظت مواد حل شده قرار مى‌گیرد. مواد حل شده انرژى پتانسیل آب را کاهش مى‌دهند و در نتیجه محلول داراى پتانسیل منفى مى‌گردد.
ψ_p = پتانسیل فشارى (فشار آماس Turgor pressurer)، نیروئى که توسط فشار هیدرواستاتیکى حاصل مى‌شود. از آنجائى که این نیرو توسط آب به گیاه وارد مى‌شود بنابراین داراى مقدار مثبت مى‌‌باشد. معمولاً این پتانسیل در خاک اهمیت کمى دارد ولى در سلول‌هاى گیاهى داراى اهمیت زیادى است.
ψ_z = پتانسیل ثقلى که همیشه در گیاهان وجود داشته لیکن در مقایسه با ۳ پتانسیل دیگر در گیاهان کوتاه‌ قامت، داراى اهمیت ناچیزى است. در درختان بلند پتانسیل ثقلى داراى اهمیت است.

مواد و وسایل مورد نیاز
لوله آزمایش
سیب زمینی
محلول ساکارز
متیلن بلو
تیغ
رک لوله آزمایش
قطره چکان

شرح آزمایش
در 10 لوله ی آزمایش محلول هایی با غلظت های 0.15 مولار تا 0.6 مولار تهیه کردیم. و در 10 لوله ی آزمایش دیگر به عنوان شاهد همان غلظت ها را به علاوه دو قطره متیلن بلو تهیه کردیم.
بعد از آن خلال هایی از سیب زمینی تهیه کردیم و در لوله های آزمایشمان انداختیم. پس از گذشت 30دقیقه سیب زمینی ها را از لوله های خارج کردیم. و یک قطره از محلول شاهدمان در آن می انداختیم و رفتار قطره را مشاهده می کردیم. با توجه به تئوری آزمایش در غلظت های ایزوتونیک قطره پخش می شود، در صورتی که قطره بالا رود غلظت هیپوتونیک است و پایین رفتنش معنی هیپرتونیک بودن را دارد. با توجه به جدول نتایج آزمایش که در ادامه آمده است، غلظت 0.3 مولار، غلظت ایزوتونیک است.

غلظت (مولار)	رفتار قطره	---- تونیک
0.15	بالا رفت	هیپوتونیک
0.20	ابتدا پخش ولی در نهایت مقداری بالا رفت	هیپوتونیک
0.25	تقریبا ثابت ماند ولی با سرعت بسیار کم بالا رفت	هیپوتونیک
0.30	پخش شد	ایزوتونیک
0.35	پایین رفت	هیپرتونیک
0.40	پایین رفت	هیپرتونیک
0.45	پایین رفت	هیپرتونیک
0.50	پایین رفت	هیپرتونیک
0.55	پایین رفت	هیپرتونیک
0.60	پایین رفت	هیپرتونیک

نتیجه
با توجه به جدول بالا، در این آزمایش غلظت 0.3 مولار، غلظت ایزوتونیک است.

نویسنده : مهدی شیرکوندمقدم

نظرات شما عزیزان:

مهسا

ساعت23:59---22 آذر 1394

[وب سایت]

خیلی خوبه ولی جدول نذاشتی

ناهید

ساعت11:10---20 مهر 1394

[وب سایت]

منبعت کو......نتیجه گیریت ناقصه چون علت رفتار قطره رو ننوشتی......با توجه به تغییرات حجم وغلظت و....،
پاسخ:سلام.....دوست عزیز با توجه به آزمایشی که خود بنده در دانشگاه انجام دادم این گزارشکار نوشته شده و استاد بنده از من اینو خواسته...حالا شاید استاد شما فراتر و چیز دیگه ای از شما خواسته..