Osmose

Quelle: Wikipedia. Seiten: 27. Kapitel: Zellmembran, Turgor, Thermoosmose, Osmosekraftwerk, Osmoregulation, Donnan-Gleichgewicht, Umkehrosmose, Pfeffersche Zelle, Osmometer, Salzdrüse, Isotonische Kochsalzlösung, Osmolarität, Osmotherapie, Kompatible Solute, Membranosmometrie, Chemischer Garten, Osmorezeptor, Semipermeabilität, Osmolyt, Kolligative Eigenschaft, Hyperton, Kolloidosmotischer Druck, Osmolalität, Isoosmose, Van-'t-Hoff'sches Gesetz, Hypoton, Osmotischer Wert. Auszug: Als Osmose (gr. osmós "Eindringen", "Stoß", "Schub", "Antrieb") wird in den Naturwissenschaften der gerichtete Fluss von Molekülen durch eine semipermeable (auch: selektiv permeable) Membran bezeichnet. Osmose ist für viele Abläufe in der Natur von Bedeutung, besonders für die Regulation des Wasserhaushalts von Zellen und Pflanzen, und findet als Trennverfahren Anwendung in der Medizin und Verfahrenstechnik. Die theoretische Erklärung der Osmose liefert die statistische Mechanik. Die physikalischen Abläufe bei der Membrandurchquerung sind auf mikroskopisch-molekularer Ebene zu Beginn des 21. Jahrhunderts noch immer Gegenstand aktiver Forschungstätigkeit. Ein anschauliches Beispiel für die Wirkung der Osmose ist das Aufplatzen reifer Kirschen nach Benetzung mit Regenwasser. Das Wasser auf der Außenseite der Frucht enthält nur sehr wenig gelöste Teilchen, hat also ein hohes chemisches Potential. Es dringt durch die äußere Haut in die Frucht ein, in der das Wasser als Lösungsmittel durch den hohen Zuckergehalt und andere gelöste Stoffe ein niedriges chemisches Potential aufweist. Durch den Wassereinstrom steigt der Druck im Inneren der Frucht und führt zum Aufreißen ihrer äußeren Haut. Diese ist neben anderen Stoffen für Wasser durchlässig, nicht jedoch für Zuckermoleküle; aufgrund dieser Eigenschaften wirkt sie als semipermeable Membran. Wassermoleküle können diese Membran prinzipiell in beide Richtungen passieren, werden jedoch im Inneren der Frucht stärker "festgehalten". Die Wassermoleküle müssen dort mit den anderen gelösten Molekülen und Teilchen um den Zugang zur Membran konkurrieren, so dass weniger Wassermoleküle pro Zeiteinheit nach außen dringen als umgekehrt. Triebkraft der spontan ablaufenden Osmose ist der Unterschied zwischen den chemischen Potentialen eines oder mehrerer Stoffe in den durch eine Membran getrennten Phasen. Diese können aus flüssigen und gasförmigen Lösungen oder Reinstoffen bestehen. Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) der Komponenten,