Osmotischer Druck: Warum existiert er?
Hallo,
ich bin auf der Suche nach Fachliteratur in Biologie.
Ich suche eine Erklärung, warum der Osmotische Druck dazu führt, dass zwei Flüssigkeiten getrennt durch eine semipermeable Biomembran den Drang danach haben ein isotones Verhältnis der Stoffkonzentration, also zB durch die Diffusion von zB Wasser diesen Konzentrationsgradienten ausgleicht.
Bis jetzt habe ich nur gefunden, dass es sie gibt und wie sie abläuft, sber nicht aufgrund welches phys. Gesetz o.Ä. dieser Drang zustande kommt.
Über Fachliteratur und -quellen wäre ich sehr dankbar!
Auf Wikipedia habe ich diese Erklärung gefunden, nur keine Quelle?
Auf Teilchenebene ließe sich der Prozess wie folgt beschreiben: Die Salz-Ionen (z. B. Na+ und Cl−, also Natrium- und Chlorid-Ionen) bilden eine Hydrathülle um sich. Das heißt, dass die polaren Wassermoleküle sich entsprechend um die Ionen anordnen und so immobilisiert werden. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Wassermolekül aus der salzigen (hypertonischen) Lösung durch die Membran diffundiert, geringer als andersherum. In der weniger konzentrierten Lösung (bei der Plasmolyse: in der Vakuole) sind die Wassermoleküle also mobiler. Deshalb diffundieren sie leichter durch die Membran auf die andere Seite aus der Vakuole heraus.
1 Antwort
Ich habe das erst durch die Arbeit Einsteins zum Thema aus dem Jahre 1905 verstanden, NACH dem Biologie-/Chemiestudium:
Es sind die gelösten Teilchen, die den Druck ausüben, nicht die Teilchen des Lösungsmittels. Der Druck entspeicht genau dem, den sie im Gaszustand hätten, bei gegebener Konzentration und gegebener Temperatur, aber natürlich nicht haben können , weil sie nicht als Gas vorliegen können.
So erklärt sich, wie bei der Gasgleichung auch, dass nur die Anzahl/Konzentration der Teilchen eine Rolle spielt, nicht deren Masse oder Größe.
Einstein hat im Jahr 1905 drei bahnbrechende Arbeiten veröffentlicht.
Die wirst du doch wohl finden.
Genau, hätte ja sein können, dass du noch die genaue Arbeit kennst.
Trotzdem vielen Dank!
Es sind die gelösten Teilchen, die den Druck ausüben, nicht die Teilchen des Lösungsmittels
Meinst du damit, dass z.B. bei einer Salzlösung auf der einen und einer Wasserlösung auf der anderen Seite der Membran nur die Salzteilchen einen Druck ausüben?
Nur warum ist dieser Druck vorhanden, also WARUM üben nur die zB Salzteilchen einen Druck aus?
Genau so meine ich das. Die Salzionen prallen ab und üben Druck aus, die Wassermoleküle gehen durch und üben keinen Druck aus.
Aber dass ich Einsteins Arbeit gelesen habe ist auch schon zig Jahre her. Lies sie doch einfach mal!
Ich finde es schon bemerkenswert, wie einfache Dinge manchmal anscheinend zu einfach sind, um sich zu erbarmen, sie mal einfach zu erklären. So hatte ich z.B. auch mehrfach gelesen, dass der Magnetismus einfach eine Konsequenz der Reletivitätstheorie ist. Bis sich Feynman in seinen legendären Physikvorlesungen mal herabließ, es zu erklären. Da nützt auch kein "Ist doch logisch, hättest du allein drauf kommen können", denn logisch und einfach ist es erst nachher.
Wenn nur die gelösten Teilchen den Druck ausüben dann sollte es keinen Unterschied machen ob die Membran halbdurchlässig oder unterlässig ist.
Die Teilchen des Lösungsmittels dringen bevorzugt durch die Membran entsprechend IHRER Konzentration, also zuerst mal vom Ort hoher zu niedriger Konzentration, d.h. vom reinen Wasser zur Lösung. Bis sich irgendwann ein Gleichgewicht einstellt, bei dem sie durch den Druck in gleichem Maße in Gegenrichtung diffundieren.
Der Druck in diesem Gleichgwicht entspricht dem Dampfdruck, den der gelöste Stoff hätte.
So habe ich es jedenfalls verstanden bzw. mir gemerkt. Ist ja auch schon wieder Jahrzehnte her.
Du kannst dir ja mal dem Spaß machen und den osmotischen Druck für eine einmolare Glucoselösung mit dem hypothetischen Dampfdruck eines Glucosegases mit 180 g/dm³ vergleichen. Gasgleichung traue ich dir zu.
Ok, vielen Dank, das hört sich suf jeden Fall logisch an!!
Hast du dazu vielleicht eine Quelle?