Experimente:
Modellversuch zur Osmose
Versuch: Eier - mal dick, mal dünn

(Fotos: Blume)

Warum ist das Pflanzengewebe so knackig fest?
Es saugt Wasser auf und pumpt sich damit förmlich voll. Das macht es mit einem physikalischen Trick: Die Zellinhalte stellen eine hochkonzentrierte Lösung von Salzen, Zuckern, Aminosäuren (und vielem anderen mehr) dar. Kommt die Zelle mit Wasser in Kontakt, das wie etwa Regenwasser weniger Gelöstes enthält, so hat die Lösung in der Zelle das Bestreben, sich zu verdünnen. Dazu saugt die Zelle förmlich Wasser durch seine Membran zu sich herüber. Solche Membranen nennt man semipermeabel, also halbdurchlässig. Sie lassen nur Wassermoleküle durch, nicht aber die Ionen oder Moleküle der gelösten Stoffe. Es baut sich deshalb in der Zelle mit der konzentrierten Lösung ein Druck auf. Den nennt man osmotischen Druck (griech. osmos, eindringen). Das Prinzip ist die Osmose.

Gleiches beobachtet man auch bei den tierischen Zellen und sogar beim Ei (-> Versuch).

Das Prinzip kann man im Modellversuch zeigen.

Entstehen von osmotischem Druck

Man teilt ein Gefäß durch eine halbdurchlässige, so genannte semipermeable Membran wie zum Beispiel aus Cellophan, die nur Wassermoleküle durchlässt. In eine Seite füllt man Reinwasser, in die andere die konzentrierte Lösung von Zucker. Nach einem Tag wird deutlich, dass der Pegel im Wasserbereich ansteigt.

Der Konzentrationsausgleich hat also einen hydrostatischen Druck zur Folge, den osmotischen Druck, den man so messen kann. Das pumpt die Zellen auf. Dieser Druck ist proportional zur Teilchenzahl und damit zur Konzentration der gelösten Stoffe. Stoffe, die wie Salze in Lösung freie Ionen bilden, haben entsprechend höhere osmotische Drücke.
Pro Mol Teilchen beträgt der Druck in einem Liter Lösung übrigens 22,4 atm.

Osmose - die Erinnerung an das Leben im Meer
Die Zellen der Organe und das Blut als Transportorgan "erinnern" sich an die Zeit, als sie noch im Wasser lebten. Deshalb ist ihr osmotischer Druck ähnlich dem von Lebewesen im Wasser. Aus diesem Grunde nimmt man beim Spritzen von Medikamenten als Lösemittel 0,9prozentige Natriumchloridlösung. Destilliertes Wasser in größeren Mengen würde die roten Blutkörperchen zum Platzen bringen - wie reife Süßkirschen im Sommerregen.

Reverse Osmose
Lässt man umgekehrt einen hohen Druck auf das Zuckerwasser in dieser Anordnung einwirken, so gibt die Zuckerlösung durch die Membran das Reinwasser zurück. Das Verfahren heißt Reverse Osmose oder Umkehr-Osmose. Solche Anlagen nutzt man vor allem zur Meerwasser-Entsalzung. Aber auch demineralisiertes Wasser wird auf diese Weise immer mehr aus Leitungswasser hergestellt.

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