AULA AGUA 2014 AULA 01

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RELAÇÕES HÍDRICAS
ÁGUA E A PLANTA
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Produtividade de vários ecossistemas em função da precipitação 
( Whitaker, 1970)
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IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA OS VEGETAIS
→ Constituinte celular
 a água é o principal constituinte do protoplasma e faz parte da estrutura dos compostos celulares
 80 a 95% da massa de tecidos vegetais em crescimento
 → 5 a 15% da massa em sementes (necessitam de quantidade considerável de água para a germinação)
 importante para a formação de carboidratos, proteínas e ácidos nucléicos
→ Participação em reações químicas : a água forma o ambiente onde ocorre a maioria das reações bioquímicas celulares além de atuar diretamente na reação.
 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 = Fotossíntese
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ÁGUA
EXTRUTURA E PROPRIEDADE DA MOLECULA DE ÁGUA
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DISTRIBUIÇAO DOS ELETRONS
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DISTRIBUIÇAO DOS ELETRONS
O oxigênio tende a atrair os elétrons da ligação covalente por ser mais eletronegativo que o hidrogênio.
Essa atração resulta em uma carga negativa parcial na extremidade da molécula formada pelo oxigênio (-) e uma carga positiva parcial em cada hidrogênio (+) = essas cargas são iguais, de forma que a molécula de água não possui carga líquida.
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líquido gás
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PROPRIEDADES DA AGUA
CONCEITOS BASICOS RELACIONADOS A ÁGUA NO SISTEMA 
SOLO-PLANTA-ATMOSFERA
Versatilidade como solvente = deve-se ao pequeno tamanho da molécula de água e a sua natureza polar = as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água e íons e, entre a água e solutos (componentes de uma solução) polares em solução, reduzem efetivamente a atração eletrostática entre as substâncias carregadas e, portanto, aumentam a sua solubilidade
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01- Alto calor específico = é o calor necessário para aumentar a temperatura de uma substância em uma quantidade específica = aumenta 1oC em 1 unidade de massa.
Quando aumentamos a temperatura da água suas moléculas vibram mais rapidamente, mas para permitir esta movimentação é necessário ser adicionada grande quantidade de energia (calor) ao sistema para a quebra das ligações de hidrogênio.
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02- Alto calor latente de vaporização = é a energia necessária para separar as moléculas de água da fase líquida e levá-las para a fase gasosa à temperatura constante = é o que ocorre durante a transpiração (perda de água na forma de vapor).
As pontes de hidrogênio mantêm as moléculas de água unidas nos seus estados líquido e sólido = no estado gasoso as pontes de hidrogênio são quebradas e as moléculas se separam umas das outras
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3- tensão superficial
é responsável pela formação de gotículas de água nas folhas depois das chuvas ou de orvalho, e evita a entrada de água nos espaços intercelulares das folhas através dos estômatos abertos. A presença de sais inorgânicos não exerce muito efeito na tensão superficial (Sutcliffe, 1980). Entretanto, substancias surfactantes (certos lipídios e ácidos graxos que se concentram na superfície da água reduzem a tensão superficial). Tais moléculas são freqüentemente adicionadas aos fungicidas, inseticidas e herbicidas nas pulverizações para ajudar a penetração das soluções através dos estômatos (espalhantes e adesivos).
4- Capilaridade - Capacidade de ascensão ou depressão de líquidos em tubos capilares, dependendo das forças de coesão e adesão. Um tubo capilar mergulhado em uma massa de água forma um menisco, como consequência do ângulo de contato da água sobre as paredes do tubo. Um líquido como a água, por exemplo, forma na superfície limítrofe com o ar atmosférico, uma curvatura côncava, indicando que a pressão no interior do líquido ou do tubo (maior tensão) é menor que a do ar, fazendo com que a água se eleve do interior do tubo, para contrabalançar a diferença de pressão (existente entre a água sob o menisco e a água sob a superfície externa horizontal) pela pressão contra hidrostática da coluna d’água dentro do tubo capilar.
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6- Coesão e Adesão
 Coesão- força que pode ser aplicada a uma coluna de água sem que haja a quebra.
Ftmax a 20 oC= 300 bares (30 Mpa)
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7- Tensão
Tensão- atração entre as moléculas de água
Apertando - compressão do liquido - pressão +
Puxando - expansão do liquido - tensão (pressão - )
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ENERGIA E POTENCIAL QUIMICO DA ÁGUA
Potencial químico é uma expressão quantitativa da energia livre* associada a uma substancia. 
*energia que está disponível, livre, para realizar trabalho.
O potencial químico de qualquer substancia é o somatório de 4 fatores:
Pot. Químico de uma substancia X=
 ∫concentração +
 ∫gravidade 
 ∫pressão 
 ∫potencial elétrico
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Para a AGUA 
Pot. Químico da água = ∫concentração + ∫gravidade + ∫pressão +∫potencial elétrico
POTENCIAL HÍDRICO ΨW= ΨW* + ∫ c + ∫ g + ∫pressão 
Onde ΨW*= potencia hídrico da água no estado padrão – CNTP
∫ c= concentração de água= efeito da concentração de água sobre o ΨW. Na prática, devido as soluções serem diluídas, e mais fácil definir o ∫ c em função da concentração de solutos. Logo ∫ c =-RTCi =-π= Ψ π
R==0,00831 kg Mpa mol-1K-1
T= temperatura em o kelvin (273+oC)
Ci= concentração molal de solutos e i é o coeficiente de ionização
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POTENCIAL HÍDRICO ΨW= ΨW* + Ψπ + ∫ g + ∫pressão 
Para o transporte vertical (abaixo de 10 m) e entre as células adjacentes, o componente gravitacional da equação é emitido, ou seja, a equação fica:
POTENCIAL HÍDRICO ΨW= Ψπ + ∫ g + ∫pressão 
UNIDADES:
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Ψg (potencial gravitacional) - zero no nível do solo, aumenta com a altura
0,1 MPa por metro
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Potencial osmótico ΨS ou π 
Potencial osmótico é também chamado de potencial de solutos porque afeta a direção de osmose.
Ψ π de qualquer solução à pressão atmosférica é sempre negativa
Devido as moléculas de água encontrarem-se menos livres para fazer o trabalho
Os solutos ligam-se as moléculas de água, reduzindo o número de moléculas de água livre o que reduz capacidade da agua para fazer o trabalho.
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Potencial de pressão ΨP 
ΨP é a pressão de uma solução física.
ΨP pode ser negativo transpiração no tecido do xilema de uma planta (tensão de água)
ΨP pode ser positivo água nas células vegetais que vivem sob pressão positiva (inchado)
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Potencial mátrico
- Potencial resultante de materiais não dissolvidos que “seguram” a água
- Reduz o potencial hídrico
- Significativo em sistemas secos e se o solo estiver saturado com agua, o Ψm é zero
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Unidades do Potencial hídrico
MPa
 = 1,000,000 Pascals
 = 1,000,000 Newtons/m2 
 = 10 bares
 official unit
Bares - unidade comum mas não é oficial
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O movimento de agua (e sais minerais) nas plantas é governado por 03 princípios:
DIFUSAO
FLUXO EM MASSA
OSMOSE
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A difusão em soluções pode ser eficaz dentro de dimensões celulares, mas é lenta para o transporte em massa a longas distâncias; Nesse caso ocorre o fluxo de massa por pressão, independente do gradiente de concentração.
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movimento em massa
geralmente impulsionado pela pressão
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POTENCIAL HIDRICO E AS CÉLULAS VEGETAIS
A água sempre se movimenta em direção a um menor potencial hídrico.
( a favor de um gradiente de potencial hídrico)
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Ψπ= 
Ψp=
Ψw= 
-0,244 MPa
 0 Mpa
-0,244 MPa
No equilíbrio
Ψπ= 
Ψp=
Ψw= 
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No equilíbrio
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CONTÍNUO SOLO-PLANTA-ATMOSFERA
Yw(solo)  -0.1 MPa
Yw (raiz) 
 -0.5 MPa
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