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 Diffusion: Alle Teilchen eines gelösten Stoffes
sind in ständiger Bewegung. Kommt es in der Lösung zu einem
Konzentrationsunterschied, beispielsweise durch örtliche Zugabe von
Lösungsmittel oder durch die Neubildung einer löslichen Substanz an einer
bestimmten Stelle, so entsteht ein Konzentrationsgefälle.
Durch die
Teilchenbewegung wird dieses Konzentrationsgefälle, sofern es nicht
ständig neu erzeugt wird, im Laufe der Zeit ausgeglichen. Die spontan
eintretende, gleichmäßige Verteilung eines Stoffes in dem zur Verfügung
stehenden Raum nennt man Diffusion. Die Diffusionsgeschwindigkeit hängt,
gleiche Temperatur vorausgesetzt, vor allem vom Konzentrationsgefälle und
von den Eigenschaften des diffundierenden Stoffes ab. Was für gelöste
Stoffe gilt, trifft auch für das Lösungsmittel Wasser zu:
Abb. rechts: Veränderung eines Konzentrationsgefälles, oben durch
Osmose, unten durch Diffusion (Bild aus "Die Zelle")
Modell eines osmotischen Systems: Zwei Behälter sind durch
eine semipermeable (selektiv durchlässige) Membran getrennt. Die
Porengröße ist ausreichend, um kleinen Partikeln (Ionen, Molekülen) einen
ungehinderten Durchlass zu gewähren; sie verhindert den Durchgang der
großen. Es baut sich daher im linken Behälter ein höherer osmotischer
Druck auf, da sich jedes Partikel mit einer Hydrathülle umgibt. Da jener
Behälter mehr "wasserbindende" Partikel enthält, dehnt sich das Volumen
aus.
Der osmotische Druck (Turgor): delta P ist messbar.
Hierbei sind: psi = das Wasserpotential, delta P = der hydrostatische
Druck, sigma = das Verhältnis von scheinbarem zu theoretischem osmotischen
Druck in Abhängigkeit von der Semipermeabilität der Membran und pi = der
osmotische Druck des Behälters (Zelle).
Osmose:
 Ist die Konzentration des Wassers auf beiden Seiten einer Membran
gleich groß, ändert sich an diesem Zustand, statistisch betrachtet,
nichts, obwohl ständig Wassermoleküle in beiden Richtungen durch die
Membran hindurch wandern. Je höher die Temperatur, umso stärker ist diese
Teilchenbewegung. Ist die Membran zwischen zwei Lösungen hauptsächlich für
das Lösungsmittel durchlässig, für andere Teilchen aber kaum, wird sie als
halbdurchlässige oder semipermeable Membran bezeichnet. Die
Durchlässigkeit einer Membran hängt in der Regel von ihrer Porengröße ab.
Befinden sich auf beiden Seiten der Membran Lösungen unterschiedlicher
Wasserkonzentration, dann werden in Richtung niedrige Wasserkonzentration
im gleichen Zeitraum mehr Wassermoleküle durch die Membran treten als
umgekehrt. Man spricht von Osmose.
Unter Osmose versteht man den Nettofluss von Wasser durch eine
halbdurchlässige Membran hindurch.
isotonisch: Der
osmotische Druck auf beiden Seiten der Membran ist gleich.
hypotonisch: Die Konzentration einer gelösten Substanz (z.B. in
der Zelle) ist niedriger als in der Vergleichslösung (z.B. der Umgebung
der Zelle)
hypertonisch: Die Konzentration einer gelösten
Substanz ist höher als in der Vergleichslösung. Wasser wandert so lange
aus einer hypotonischen in eine hypertonische Lösung ein, bis beide
isotonisch sind.
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Rückhalterate eines Aqua Fontana Watermakers
Vorteile & Nachteile der verschiedenen
Filtermethoden:
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VORTEILE
- Geschmacksverbesserung
- Geruchsverbesserung
- Reduziert Trübungen
- Beseitigt & THM's
- Hält organ. Stoffe
zurück, z. B. Pestizide, Herbizide & Insektizide
- Entfernt Bakterien und
Zysten
- Entfernt Asbest Fasern
- Kann einen großen Teil
der Schwermetalle an sich binden
- Entfernt Radioaktive
Stoffe
NACHTEILE
Entfernt
nicht:
- Fluoride (In den meisten
Fällen)
- Viren
- Gelöste Stoffe
- Sodium
- Calcium/ Magnesium
- Anorganische
Mineralien
- Mangan
- Eisen
- Hydrogen Sulfide/
Sulfate
- Gelöstes Blei (Abhängig
vom verwendeten Carbon Typ)
- Nitrate
- Aluminium
Osmoseprozess in biologischen Membranen
(Turgor):
Jede Zelle hat stets mit osmotischen Erscheinungen zu kämpfen.
Zellwandlose Zellen in wässriger Lösung sind in der Regel hypertonisch,
d.h., es erfolgt in sie ein kontinuierlicher Wassereinstrom, der
seinerseits einen Druck von innen auf die Membran ausübt. Bei einigen
Ciliaten (z.B. Paramecium) und Flagellaten (z.B. Euglena) wird es mittels
pulsierender Vakuolen wieder herausgepumpt.
Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) kommen normalerweise in einer
isotonischen Umgebung (Blutplasma) vor. Verdünnt man Blut mit Wasser,
platzen die Zellen, da die Membran dem osmotischen Druck des Zellinneren
nicht standhält. Man kann das Platzen unterbinden, wenn man das Blut mit
einer isotonischen Lösung (0,9 prozentige NaCl-Lösung = physiologische
Kochsalzlösung) verdünnt.
Bei Pflanzenzellen ist die Situation nur deshalb anders, weil sie in
der Regel von einer elastisch dehnbaren Zellwand umgeben sind. Bringt man
sie in eine hypotonische Lösung, können sie nur so lange Wasser aufnehmen,
bis ein Ausgleich des Wasserpotentials innen und außen erreicht ist; innen
steht das Wasser trotz höherer Konzentration der osmotisch wirksamen
Substanzen unter einem zusätzlichen hydrostatischen Druck, dem
Turgor. Das ermöglicht den Pflanzenzellen, in ihren Vakuolen Ionen,
Zucker, organische Säuren, Aminosäuren u.a. in beträchtlichen
Konzentrationen zu speichern.
Durch Wasseraufnahme baut sich intrazellulär ein entsprechend hoher
hydrostatischer Druck auf. Der auf die Wand ausgeübte Druck (Turgor)
spielt eine entscheidende Rolle zum Erhalt der Stabilität und Steifheit
pflanzlicher Gewebe. Jede Zelle übt dabei Druck auf die benachbarten aus.
In der Summe baut sich daher eine beträchtliche Gewebespannung auf.
Pflanzenzellen, die wie reife Kirschen einen süßen, konzentrierten
Zellsaft besitzen, können sogar platzen, wenn es regnet oder wenn sie in
Wasser gelegt werden. Der osmotische Druck in ihren Zellen übersteigt
dann die Festigkeit der Zellwand.
Plasmolyse: Bringt man aber rkonzentration aus. Dann löst sich
das Plasma mit seiner begrenzenden Membran von der Zellwand ab und legt
sich als Plasmahülle um die geschrumpfte Vakuole. Diesen Vorgang nennt man
Plasmolyse.
Quelle: Bauer, Bossler: "Die Zelle", Cornelsen-Velhagen & Klasing
Ein Bild und einige Textstellen: RRZ Universität-Hamburg Fachbereich Biologie
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Rückhalterate eines Aqua Fontana Watermakers
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Viele Verbraucher, insbesondere junge Familien mit
Kleinkindern oder sensible Menschen, die auf besondere Ausgewogenheit ihrer
Nahrung achten müssen, greifen immer häufiger auf die moderne
Technik zurück und bereiten ihr Wasser direkt im Haushalt auf.
