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Osmose

Osmose

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Treffen zwei Gase oder Flüssigkeiten aufeinander, findet mit der Zeit eine komplette Durchmischung statt. Diesen natürlich ablaufenden Prozess nennt man Diffusion (lat. diffundere „ausgießen“, „verstreuen“, „ausbreiten“). Die Ursache dafür ist die Zufallsbewegung der Teilchen infolge ihrer thermischen Energie. Osmose (gr. ὠσμός ōsmós „Eindringen“, „Stoß“, „Schub“, „Antrieb“) ist eine besondere Form der Diffusion.

Die Membran macht Osmose möglich

Eine Osmose kann man als eine „gesteuerte“ Durchmischung beschreiben. Die Steuerung erfolgt durch eine Membran. Für viele Stoffwechselvorgänge in der Biologie müssen Stoffe für chemische Reaktionen an eine bestimmte Stelle gebracht und auch wieder entsorgt werden. Beispielsweise müssen Zellen mit Nahrung versorgt und Abfallstoffe abtransportieren werden. Osmose erfolgt durch eine teildurchlässige (semipermeable) Membran. An der Membran sitzen Aquaporine. Das sind spezielle Proteine, die reines Wasser in die Zelle leiten. Andere sogenannte Transporterproteine an der Zellmembran sind für andere Stoffe zuständig.

Osmose durch Druckausgleich

Bei der Diffusion erfolgt der Austausch immer von der höheren zur niedrigerer Konzentration. Man spricht in diesem Fall von einem Konzentrationsgefälle. Ist jedoch eine teildurchlässige Membran zwischen den beiden Konzentrationen, zieht die höhere Konzentration das Lösungsmittel – im Körper und Pflanzen ist das Wasser –  an und gleicht sich aus. Das Maß des Drucks auf die Membran wird als Osmolarität bezeichnet (gemessen über die Menge der gelösten Teilchen in einem Liter Wasser). Hypotonische Lösungen haben einen geringeren, isotonische den gleichen und hypertonische Lösungen einen höheren Druck. Der automatisch ablaufende Vorgang der Osmose endet, wenn auf beiden Seiten der Membran der gleiche Druck hergestellt ist. Solange eine Seite einen höheren Druck aufweist, bleibt der sogenannte osmotische Druck bestehen. Es wird also nie die vollständige Menge an Wasser aus der niedrigeren Lösung angezogen, sondern nur ein Teil bis der Druck ausgeglichen ist. Damit die Osmose optimal funktioniert, ist daher reines ungesättigtes Wasser perfekt.

Die Versorgung der Zellen mittels Osmose

Zellen sind von Membranen umgeben, die das Innen und Außen definieren. Die Membran ist die Nahtstelle der Zelle zu ihrer Umgebung. Über diese Membran steuert die Zelle den Austausch von Flüssigkeit und anderen Stoffen. So erhält eine Zelle beispielsweise Zucker, Salze oder Eiweiße, während andere Stoffe die Membran nicht durchdringen können. Entscheidend ist die Teilchengröße. Man kann sich das vorstellen wie bei einem Kaffeefilter, der Wasser und bestimmte gelöste Teile des Kaffees durchlässt, feste Teile aber nicht. Die Schwerkraft ist in dem Fall gleichzusetzen mit der osmotische Druck.

Osmose

Osmose

Osmose überall in der Natur

Osmose ist von vitaler Bedeutung in der Natur. Durch Osmose regulieren alle Lebewesen mit ihren Zellen ihren Wasserhaushalt. Andere Beispiele sind der Umgang unserer Körperzellen mit Blut, Wasser und anderen Lösungsmitteln. Oder die Wasseraufnahme von Pflanzen. Durch Osmose nehmen die Wurzeln Wasser auf und leiten es an die Blätter weiter.
Die meisten Lebewesen im Wasser haben einen isotonischen (ausgeglichenen) Druck zu ihrer Umgebung. Jedoch sind einige Meeresfische gezwungen zu trinken, um den Verlust an Flüssigkeit wegen des sie umgebenden Salzwassers auszugleichen. Im Gegensatz dazu müssen viele Fische im Süßwasser in ihre Zellen eindringendes Wasser abwehren.

Osmose in der praktischen Anwendung

Wir kennen auch viele praktische Beispiele, um Lebensmittel zu konservieren. Ein Schinken wird mit Salz gepökelt, um ihm Wasser zu entziehen und schädliche Mikroorganismen abzuhalten. Ähnliches geschieht bei der Käseherstellung. Ein osmotischer Vorgang findet beim Kochen von Gemüse statt. Geben wir Salz ins Kochwasser, hält sich das Aroma. Das Salz verhindert, dass das Kochwasser in das Gemüse eindringt.

Alles Leben braucht Osmose

Osmose ist ein fundamentales Lebensprinzip. Leben ist der Austausch von Stoffen. Ohne diese Vorgänge wäre das Leben auf unserer Erde nicht denkbar. Jedes Lebewesen und jede Pflanze ist auf Osmose angewiesen, um den nötigen Austausch von Stoffen und Flüssigkeiten durchzuführen. Osmose ist der natürliche Fluss zwischen den Zellen, der alles am Laufen hält.

Ob Ihr Wasser optimal im Körper funktioniert, können Sie durch einen Test herausfinden. Die Deutschland, Österreich und der Schweiz können Sie das beim Verbraucherverein Wassertankstelle bei einer Wasser-Info in Ihrer Nähe machen lassen.

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