Πώς επηρεάζει η προσθήκη των διαλυμάτων ουσιών;

Η προσθήκη διαλυμάτων στο νερό προκαλεί μείωση του δυναμικού νερού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα σωματίδια διαλυτής ουσίας ανταγωνίζονται με μόρια νερού για δεσμό υδρογόνου, γεγονός που μειώνει τον αριθμό των μορίων νερού που είναι ελεύθερα να κινηθούν. Ως αποτέλεσμα, το δυναμικό νερού γίνεται πιο αρνητικό.

Το μέγεθος της μείωσης του δυναμικού νερού εξαρτάται από τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας. Όσο πιο συγκεντρωμένο το διάλυμα, τόσο χαμηλότερο είναι το δυναμικό νερού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχουν περισσότερα σωματίδια διαλυμένης ουσίας που ανταγωνίζονται με μόρια νερού για τη σύνδεση υδρογόνου, αφήνοντας λιγότερα μόρια νερού ελεύθερα να μετακινηθούν.

Η επίδραση των διαλυμάτων στο δυναμικό του νερού είναι σημαντική σε πολλές βιολογικές διεργασίες. Για παράδειγμα, η προσθήκη διαλυμάτων στο έδαφος μπορεί να προκαλέσει τα φυτά να μαραθούν επειδή το δυναμικό νερού του εδάφους γίνεται χαμηλότερο από το δυναμικό νερού του φυτού. Αυτό καθιστά δύσκολο για το εργοστάσιο να απορροφά το νερό.

Η προσθήκη διαλυμάτων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διατήρηση των τροφίμων. Η υψηλή συγκέντρωση διαλυμάτων σε τρόφιμα όπως μαρμελάδες και ζελέ αποτρέπει την ανάπτυξη βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών, επειδή το δυναμικό νερού του τροφίμου είναι πολύ χαμηλή για να υποστηρίξει την ανάπτυξή τους.

Εδώ είναι μια μαθηματική εξίσωση που περιγράφει τη σχέση μεταξύ συγκέντρωσης διαλυτής ουσίας και δυναμικού νερού:

`` `

Ψw =ψw ° - cᵢrt

`` `

Οπου:

- ψw είναι το δυναμικό νερού

- ψw ° είναι το δυναμικό νερού του καθαρού νερού

- Το Cᵢ είναι η συγκέντρωση της ουσίας

- R είναι η ιδανική σταθερά αερίου

- T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin