Diffusion & Osmose

Kartoffelhälften wurden verschieden behandelt.

Die vier Kartoffelhälften nach 3 Stunden

Diffusion

Lehrerversuch: Diffusion von Kaliumpermanganat
Lehrerversuch: Diffusion mit chemischer Reaktion

Osmose

Versuch

Kartoffeln werden längs halbiert. Jede Hälfte wird mit einem Teelöffel so ausgehöhlt, dass ein Rand von ca. 0,5 cm stehen bleibt.
Je eine Kartoffelhälfte wird randvoll mit Kochsalz, Rohrzucker und anderen Stoffen gefüllt. Eine Kartoffelhälfte bleibt unverändert.

Lehrerzeichnung: Gefäß mit Zuckerlösung und Wasser durch eine semipermeable Membran getrennt

Flüssigkeitsspiegel steigt in Zuckerlösung.

Definition: Osmose: Netto-Diffusion von Lösungsmittel-Teilchen durch eine semipermeable Membran

Durch die Osmose ergibt sich ein osmotischer Druck, der der Netto-Diffusion entgegenwirkt: Höhe der Differenz der Flüssigkeitspegel = Osmotischer Druck.. Im Gleichgewicht ist die Netto-Diffusion gleich Null.

=> Verminderung der freien Enthalpie Delta G durch Vergrößerung der Entropie

Aufgabe

Diskutiere folgenden Versuch: eine Natriumchlorid-Lösung grenzt an eine gleich konzentrierte Kaliumbromid-Lösung durch eine semipermeable, nur für Wasser durchlässige Membran. Keine Osmose.

Lehrerversuch: Chemischer Garten

Schülerversuch: Osmose mit einem Dialyseschlauch I: Iod und Stärke
Schülerversuch: Osmose mit einem Dialyseschlauch II: Säure und Indikator
Schülerversuch: Osmose mit einem Dialyseschlauch III: Eiweiß und Säure
Schülerversuch: Osmose mit einem Dialyseschlauch IV: Osmometer

Hinweise zu den Schülerversuchen mit einem Dialyseschlauch

Anwendungsbeispiele

Bei Infusionen wird in der Medizin eine isotonische Kochsalzlösung verwendet: 0,9 % Kochsalz. Diese Lösung besitzt den gleichen osmotischen Druck (0,7 MPascal) wie Blutplasma.

Bei der Dialyse werden dagegen Membranen verwendet, die Moleküle und Ionen unterhalb einer bestimmten Größe oder Molekularmasse passieren lassen.

Um Lebensmittel zu konservieren, wird ihnen durch Einzuckern oder Einlegen in Salz (Pökeln) das Wasser durch Osmose entzogen, da die Konzentration von gelösten Teilchen außerhalb sehr viel höher als innerhalb der Lebensmittel ist. Ohne Wasser können sich aber Mikroorganismen nicht vermehren und die Lebensmittel werden haltbar.