Osmose ist ein einfacher natürlicher Prozess, der um uns herum und in uns abläuft und von dem unser Leben abhängt. Der Vorgang ist folgender: In einer Lösung wandern Moleküle eines Lösungsmittels, wie z. B. Wasser, von der Seite mit einer geringeren Konzentration an a. über eine Barriere bestimmten gelösten Stoff (ein kleiner Bestandteil der Lösung) zu einem, der eine höhere Konzentration enthält, vorausgesetzt, die Barriere lässt nur die Lösungsmittelmoleküle zu bestehen. Osmose erfordert keine äußere Kraft, und der Grund, warum sie auftritt, blieb bis Mitte des 20. Jahrhunderts ein Rätsel. Nach der akzeptierten Erklärung tritt Osmose auf, weil die Lösungsmittelmoleküle versuchen, sich auf beiden Seiten der Barriere gleichmäßig zu verteilen.
Pflanzen trinken kein Wasser – sie nehmen es durch Osmose auf
Jede Pflanze hat Wurzeln, und die Oberfläche jeder Wurzel ist im Wesentlichen eine semipermeable Barriere, die Wassermoleküle passieren lässt. Die meisten Pflanzenwurzeln haben Haare, um die Oberfläche dieser Membran zu vergrößern und die Wasseraufnahme zu maximieren. Die Wurzeln nehmen auch alle Nährstoffe im Boden auf, die klein genug sind, um zusammen mit dem Wasser die Barriere zu passieren.
Osmose erzeugt Druck
Füllen Sie ein Becherglas mit Wasser, trennen Sie das Becherglas mit einer geeigneten semipermeablen Barriere und lösen Sie Salz in einem der Fächer auf, der Wasserstand im Fach mit dem Salz steigt. Dies geschieht, weil der osmotische Druck größer ist als der Druck, der von der Atmosphäre auf die Wasseroberfläche ausgeübt wird. Wenn Sie den Behälter verschließen, um ein Ansteigen des Wasserspiegels zu verhindern, quillt die Membran durch osmotischen Druck in Richtung der Seite mit reinem Wasser auf.
Sie müssen kein aufwendiges Experiment erstellen, um den osmotischen Druck in Aktion zu sehen. Legen Sie einfach eine Karotte in ein Glas reines Wasser und warten Sie. Wenn Sie die Karotte in ein oder zwei Tagen überprüfen, werden Sie feststellen, dass sie angeschwollen ist. Sie sehen die gleiche Schwellung, wenn Sie Bohnen, Nüsse oder Reis in Wasser einweichen.
Die Zellen unseres Körpers absorbieren Wasser durch Osmose
Der Mensch trinkt Wasser, aber auch seine Zellen nehmen es wie Pflanzenwurzeln durch Osmose auf. Wenn die Konzentration von Abfallprodukten in einer Zelle ansteigt, steigt der osmotische Druck zwischen dem Inneren und Äußeren der Zelle Wand – die eine semipermeable Membran ist – nimmt zu und die Zelle nimmt Wasser aus dem Blut auf, das verdünnter ist Lösung.
Haben Sie sich jemals gefragt, warum Sie kein Meerwasser trinken können? Dies liegt daran, dass die Zugabe von Salz zu Ihrem Blut die Konzentration der gelösten Stoffe erhöht und den osmotischen Druck an den Zellwänden senkt. Die Zellen können das Wasser nicht aufnehmen und dehydrieren. Wenn Sie nur Meerwasser trinken würden, würden Sie tatsächlich verdursten!
Osmose ist wichtig für unsere Nieren
Nicht nur die Zellen unseres Körpers sind auf Osmose angewiesen. Einige Organe, einschließlich der Nieren, sind ebenfalls darauf angewiesen. Die Nieren haben die Aufgabe, Abfallprodukte aus dem Blut zu filtern und als Urin auszuscheiden. Jede bohnenförmige Niere enthält mehr als eine Million Mikrofilter, sogenannte Nephrone, die kleine Partikel wie Wasser, Glukose, Harnstoff und Ionen passieren unter Ausschluss der Blutmoleküle sich. Nach dieser Filtration müssen die Nieren genügend Wasser resorbieren, um ein gesundes Gleichgewicht im Blutplasma aufrechtzuerhalten. Sie tun dies durch Osmose. Auch das menschliche Verdauungssystem ist auf Osmose angewiesen.
Was ist Umkehrosmose?
Reines Wasser fließt von selbst durch eine poröse Barriere, wenn das Wasser auf der anderen Seite Verunreinigungen enthält, aber wie sieht es in die andere Richtung aus? Es stellt sich heraus, dass es möglich ist, kontaminiertes Wasser durch dieselbe Barriere zu drücken, indem genügend Druck zugeführt wird, um den osmotischen Druck zu überwinden. Diese Idee, die Umkehrosmose genannt wird, steht hinter einigen der beliebtesten Heimwasserfiltersysteme.
Die Umkehrosmose hat Nachteile, wenn sie für Wasserfiltersysteme verwendet wird. Es ist langsam und filtert keine gefährlichen Verunreinigungen heraus, die so klein wie Wassermoleküle sind, wie z. B. Chlor, daher muss es in Verbindung mit einem Kohlefilter verwendet werden. Darüber hinaus filtert es einige nützliche Mineralien heraus. Wenn Sie also zu Hause einen Umkehrosmosefilter haben, ist es eine gute Idee, Obst, Gemüse, Gemüse und andere Lebensmittel mit hohem Mineralstoffgehalt zu essen.