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Lerne, was Osmose ist und wie sie funktioniert, mit Video und Beispielen aus der Natur und dem Alltag. Osmose ist ein Vorgang, bei dem Wasser durch eine semipermeable Membran von der Seite mit der niedrigeren zu der mit der höheren Konzentration strömt.
- Geschichte und Definitionen Des Begriffs Osmose
- Grundlagen
- Osmotischer Druck
- Die Selektiv Permeable Membran
- Osmose in Der Biologie
- Osmotische Arbeit
- Anwendungen und Beispiele
- Siehe Auch
- Literatur
- Weblinks
Geschichte
Im Jahre 1748 beschrieb Jean-Antoine Nollet, Professor für Experimentalphysik am Collège de Navarre in Paris, ein Experiment, bei dem ein Zylinder mit „Weingeist“ befüllt, mit einer entfetteten Schweinsblase verschlossen und aufrecht in Wasser getaucht wurde. Innerhalb weniger Stunden strömte so viel Wasser in den Zylinder, dass sich die Blase unter großem Druck nach außen wölbte; nach Anstechen mit einer Nadel schoss Flüssigkeit als kleine Fontäne in die Höhe.Während die Schweinsblase für Wa...
Definitionen
In der Literatur wird der Begriff Osmose durchaus uneinheitlich, teils auch widersprüchlich definiert, zwei Beispiele: 1. „Unter Osmose versteht man die Diffusion von Teilchendurch eine selektiv permeable Membran, wie sie eine biologische Membran darstellt.“ 2. „Das Phänomen der Osmose besteht im Bestreben eines reinen Lösungsmittels, durch eine semipermeable Membran in eine Lösung hineinzuwandern. Als osmotischen Druck Π bezeichnet man denjenigen Druck, den man auf die Lösung ausüben muss, u...
Bei der Osmose kann ein Konzentrationsunterschied zwischen beiden Seiten nur durch den Fluss der Substanzen ausgeglichen werden, die aufgrund ihrer Eigenschaften die Membran passieren können. In vielen Fällen ist dies das Lösungsmittel, z. B. Wasserin biologischen Systemen. Wie im Beispiel rechts dargestellt, fließt Wasser von der Seite der geringe...
Analogie zum Gasdruck
Wird ein mit Zuckerlösung gefülltes Gefäß (A) in reines Wasser (B) gebracht und ist seine Wand nur für das Wasser durchlässig, nicht aber für die gelösten Zuckermoleküle, so wird durch das Einströmen von Wasser in das Gefäß der hydrostatische Druck dort erhöht und gleichzeitig der osmotische Druck gesenkt, da sich der Zuckergehalt im Gefäß senkt. Der steigende hydrostatische Druck im Gefäß wirkt dem Wassereinstrom entgegen. Die Bewegung des Wassers endet mit Erreichen des Gleichgewichts, wenn...
Anwendung der Gasgesetze
In verdünnten flüssigen Lösungen gelten dieselben Gesetze wie für ideale Gase (Boyle-Mariotte-Gesetz, Gay-Lussac-Gesetz, Avogadro-Gesetz). Der osmotische Druck 1. ist proportional zu der molaren Konzentration des gelösten Stoffes 2. ist proportional zur absoluten Temperatur 3. von Lösungen hängt nur von der Teilchenzahl des gelösten Stoffes (molaren Konzentration) ab (→ kolligative Eigenschaft) 4. einer Lösung von 1 mol in 22,4 l Lösungsmittel beträgt bei 273,15 K (0 °C) 101,325 kPa (Standard...
Herleitung des Osmotischen Drucks
Im Folgenden soll eine Gleichung zur Beschreibung des osmotischen Drucks hergeleitet werden. Betrachtet man zwei Kammern, die über eine poröse Membran voneinander getrennt sind. In der linken Kammer sei ein reines Lösungsmittel A und in der rechten Kammer eine verdünnte Lösung einer Substanz B im selben Lösungsmittel A. In der linken Kammer herrscht der Druck p {\displaystyle p} und in der rechten Kammer der um den osmotischen Druck Π {\displaystyle \Pi } höhere Druck p + Π {\displaystyle p+\...
Wesentliches Element der Osmose ist die selektiv durchlässige (permeable) Membran; sie bestimmt, welche Stoffe passieren können. Durch diese Eigenschaft wird der erreichbare Gleichgewichtszustand des Systems festgelegt. Zugleich beeinflusst sie über die Diffusionsgeschwindigkeitder durchgelassenen Stoffe das dynamische Verhalten des Systems.
Die Osmose hat eine besondere Bedeutung für biologische Systeme. Jede Zelle ist von einer Membran umgeben, die eine Barriere für den ungehinderten Stofftransport darstellt, für das Lösungsmittel Wasser aber durchlässig ist. Zugleich besitzt sie mehrere Zellorganellen mit selektiv permeablen Membranen. Viele Zellen stehen im Austausch mit Wasser, in...
Im Experiment mit dem U-Rohr (siehe Abschnitt Grundlagen) wurde die rechte Flüssigkeitssäule gegen die Schwerkraft angehoben. Das zeigt anschaulich, dass in einer osmotischen Zelle Arbeit verrichtet werden kann. Das Konzept der Energiegewinnung durch osmotische Arbeit wird als Osmosekraftwerk bezeichnet, siehe auch Abschnitt Anwendungen und Beispie...
Osmolaritätsmessung, isoosmolare Puffer und Lösungen
Die Bestimmung der Osmolarität von Lösungen mittels osmometrischer Methoden gehört in vielen Bereichen der Biowissenschaften zum Laboralltag. Bei der Arbeit mit lebenden Zellen ist eine isotone Pufferlösung (wie Ringer) oft unabdingbar, um unerwünschte Reaktionen der Zellen durch osmotischen Stress zu vermeiden. Insbesondere bei der Isolation von Protoplasten würde ein hypoosmolarerPuffer die von keiner Zellwand mehr geschützten Zellen platzen lassen. Bei der Herstellung solcher Lösungen im L...
Dialyse
Bei der Dialyse werden Membranen eingesetzt, die Moleküle und Ionen unterhalb einer bestimmten Größe oder Molekularmasse durchlassen und Makromoleküle wie Proteine oder Nukleinsäuren zurückhalten. Mit diesem Verfahren können niedermolekulare Substanzen und Ionen gezielt aus einer Lösung entfernt oder deren Konzentration auf den Wert einer vorgegebenen Lösung angeglichen werden. Dazu wird je nach Anwendung die zu dialysierende Lösung in ein geeignetes Gefäß (den Dialyseschlauch) gefüllt und in...
Dichtegradientenzentrifugation
Bei der Dichtegradientenzentrifugation von lebenden Zellen oder deren Bestandteilen können Stoffe wie Saccharoseals Träger des Dichtegradienten oft durch hochmolekulare Substanzen mit nur geringer osmotischer Aktivität (niedriger osmotischer Wert) ersetzt werden, um die Zellen während der Zentrifugation nicht osmotischem Stress auszusetzen.
Peter W. Atkins, Julio de Paula: Physikalische Chemie. Wiley-VCH, 2005, ISBN 3-527-31546-2.Luis Felipe del Castillo: El Fenómeno Mágico De La Ósmosis. Fondo De Cultura Economica USA, 2001, ISBN 968-16-5241-X. Umfassende Monografie zum Thema Osmose (spanisch). Online-Ausgabe bei Bibliothe...Walter J. Moore, Dieter O. Hummel: Physikalische Chemie. Walter de Gruyter, Berlin 1986, ISBN 3-11-010979-4.R. H. Wagner, H. D. Moore: Determination of Osmotic Pressure. In: A. Weissengerber (Hrsg.): Physical Methods of Organic Chemistry.Teil 1, 3. Auflage. Interscience, New York 1959.Uri Lachish: Osmosis, Reverse Osmosis and Osmotic Pressure – what they are.Abgerufen am 2. November 2019(englisch).R.Keller: Fotos eines osmotischen Gartens. Vorlesungssammlung Physik - Universität Ulm.Abgerufen am 2. November 2019.Video: Osmose und Osmotischer Druck nach Van’t Hoff - Lösemittelmoleküle wandern freiwillig in die konzentriertere Lösung?. Jakob Günter Lauth (SciFox) 2013, zur Verfügung gestellt von der Technisc...Johannes Kottonau: NetLogo-Simulationsmodell für den Unterricht. (Java-Applet)Abgerufen am 2. November 2019.21. März 2024 · Osmose bezeichnet die Diffusion einer Flüssigkeit bzw. eines Lösungsmittels durch eine semipermeable Membran. Die Flüssigkeit bewegt sich dabei immer zu der Seite, auf der die höhere Konzentration gelöster Teilchen vorliegt. Das entsprechende Adjektiv lautet osmotisch.
Osmose ist der Vorgang, bei dem sich ein Lösungsmittel durch eine undurchlässige Membran bewegt, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen. Wie wird der osmotische Druck berechnet und welche Faktoren beeinflussen ihn?
Die Osmose ist ein Prozess, wo ein Lösungsmittel durch eine Membran in Richtung der höheren Teilchenkonzentration fließt. Die Teilchenkonzentration ist einfach der Anteil an einem bestimmten gelösten Stoff. Das kann zum Beispiel Zucker sein. Und das Lösungsmittel kann zum Beispiel sowas wie Wasser sein.
Osmose ist eine spezielle Form der Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran, die zwei Regionen unterschiedlicher Konzentrationen voneinander abgrenzt. Erfahre, wie Osmose bei Tieren und Pflanzen abläuft, welche Rolle sie für die Osmoregulation spielt und welche Begriffe du kennen musst.
Osmose kann tierische Zellen und von der Zellwand befreite Pflanzenzellen zum Schwellen oder zum Schrumpfen bringen. Ein osmotisches Gleichgewicht zwischen dem Zellinnern und dem äußeren Medium besteht, wenn die Konzentrationen großer, nicht diffundierender Moleküle innerhalb und außerhalb der semipermeablen Membran der Zelle gleich hoch ...
