Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen)

Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen)

Hallo! Hast du schon einmal gesehen, was passiert, wenn man einen Spritzer blaue Tinte in ein Wasserglas gibt und dieses dann nicht bewegt? Zunächst siehst du ziemlich deutlich die dunkelblauen Schlieren der Tinte. Nach einigen Stunden hat sich die Tinte in dem Wasser verteilt und die Flüssigkeit hat eine gleichmäßig blaue Farbe.

Diese Beobachtung lässt sich einfach mit Diffusion erklären. Diese möchte ich dir in diesem Video zusammen mit der Osmose erläutern. Dabei wirst du auch sehen, welche Bedeutung Diffusion und Osmose für tierische und pflanzliche Zellen haben.

Wenn man einen Spritzer Tinte in ein Wasserglas gibt, verteilen sich die Tinteteilchen nach einiger Zeit gleichmäßig. Von Diffusion spricht man also dann, wenn aufgrund der so genannten Brown’schen Molekularbewegung, also der Eigenbewegung der Teilchen, ein ungehinderter Konzentrationsausgleich stattfindet.

Dieser Konzentrationsausgleich sorgt dafür, dass Teilchen von einem Ort mit hoher Konzentration zum Ort mit niedriger Konzentration strömen. In unserem Beispiel also vom Tintespritzer in das umgebene Wasser hinein. Alle Teilchen besitzen eine Brown’sche Molekularbewegung, also auch Wasserteilchen, so dass sich auch die Wasserteilchen zwischen die Tinteteilchen bewegen.

Diffusion läuft überall dort ab, wo ein Konzentrationsgefälle zwischen zwei mischbaren Stoffen vorliegt. Das kann bei zwei Flüssigkeiten der Fall sein, bei einem Feststoff und einer Flüssigkeit, z.B. dann wenn man ein Salz in Wasser auflöst, aber auch bei zwei Gasen oder bei einem Gas und einer Flüssigkeit. Diffusion läuft so lange ab, bis der Konzentrationsunterschied zwischen den zwei Stoffen ausgeglichen ist. Hast du eine Idee, welche Faktoren die Geschwindigkeit von Diffusion beeinflussen?

Da gibt es einige Regeln: Je höher die Temperatur, desto höher die Diffusionsgeschwindigkeit. Je kürzer die zu diffundierende Strecke, desto schneller erfolgt der Diffusionsvorgang. Außerdem hängt die Diffusionsgeschwindigkeit von dem Konzentrationsunterschied der beiden Stoffe ab: Je höher der Konzentrationsunterschied ist, desto schneller läuft die Diffusion ab. Merke dir außerdem, dass Teilchen mit einer geringen Molekülmasse schneller diffundieren können als solche mit einer hohen Molekülmasse.

Aber welche Bedeutung hat nun die Diffusion für eine Zelle oder einen ganzen Organismus? Das wird deutlich, wenn wir uns die Diffusion durch eine Zellmembran näher anschauen, die man auch als Osmose bezeichnet. Eine Zellmembran ist nämlich nur für Wasser durchlässig, nicht aber für die darin gelösten Salze, Zucker und Proteine. Man sagt auch, sie ist semipermeabel, also halbdurchlässig.

Stell dir nun vor, du hast eine Zuckerlösung, die durch eine solche semipermeable Membran von reinem Wasser getrennt ist. Was passiert? Die Zuckerteilchen können die Membran nicht passieren, da sie für solche Teilchen nicht durchlässig ist. Wasserteilchen können dagegen ungehindert passieren.

Sie diffundieren von dem Ort der höheren Wasserkonzentration, also dem reinen Wasser, zu dem Ort der niedrigeren Wasserkonzentration, also der Zuckerlösung. Dadurch steigt der Flüssigkeitsstand in der Kammer mit der Zuckerlösung an. Die Kraft, mit der das Wasser in die Zuckerlösung hineingezogen wird, bezeichnet man auch als osmotischen Druck. Dieser ist natürlich umso höher, je größer der Konzentrationsunterschied an gelösten Teilchen ist. Somit wandern mehr Wassermoleküle durch die semipermeable Membran. Mit einem Osmometer kann man den osmotischen Druck einer Lösung bestimmen.

Hier wird die zu messende Lösung durch eine semipermeable Membran getrennt und aufgrund von Osmose wandern Wasserteilchen in die zu messende Lösung. Diese steigt in einem Steigrohr an und der osmotische Wert der Lösung kann abgelesen werden.

Osmose findet in allen pflanzlichen und tierischen Zellen statt. Es handelt sich dabei um einen passiven Vorgang, der keinerlei Energie benötigt. Wusstest du, dass man Osmose bei einer lebenden Zelle unter dem Mikroskop beobachten kann? Gibt man zu einer Epidermis der roten Küchenzwiebel eine hochkonzentrierte Zuckerlösung, so wandert Wasser aus den Zellen hinaus und die Zellsaftvakuole zieht sich zusammen. Der Protoplast schrumpft. Dieser Vorgang heißt Plasmolyse.

Legt man die Zwiebelepidermis wieder in destilliertes Wasser, so wandert Wasser in die Zellen hinein und die Plasmolyse wird wieder rückgängig gemacht. Dieses nennt man Deplasmolyse. Die Zellen sind wieder prall mit rotem Zellsaft gefüllt.

Du fragst dich, wann Osmose überhaupt wichtig ist? Denke an die im Meerwasser lebenden Organismen wie z.B. Fische. Aus ihren Zellen strömt laufend Wasser ins umgebende Meerwasser hinaus, so dass solche Meerwasserfische z.b. laufend große Mengen an Wasser aufnehmen müssen, um nicht auszutrocknen.

Im Süßwasser lebende Organismen haben das gegenteilige Problem: Bei ihnen besitzen die Körperzellen eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen als das umgebende Wasser. Ihre Zellen nehmen aufgrund von Osmose ständig Wasser auf und dieses muss natürlich wieder ausgeschieden werden. Beides sind Beispiele für die so genannte Osmoregulation.

Du weißt jetzt, dass sich ein Spritzer Tinte in einem Wasserglas aufgrund von Diffusion gleichmäßig verteilt. Dafür ist die Brown’sche Molekularbewegung verantwortlich. Die Diffusionsgeschwindigkeit wird von der Temperatur, der zu diffundierenden Strecke, dem Konzentrationsunterschied und der Molekülmasse beeinflusst. Osmose bezeichnet die einseitig gerichtete Diffusion durch eine semipermeable Membran, wie sie z.B. die Zellmembran darstellt. Osmose spielt z.B. bei der Osmoregulation von Meer- und Süßwasserfischen eine wichtige Rolle.

Tschüss.

Informationen zum Video
7 Kommentare
  1. Serpil

    Hallo Sophie,
    in dem Video wird die Osmose mit Wasser und einer Zuckerlösung erläutert. Wenn du weißt, dass es sich bei der einen Lösung um Wasser handelt und bei der anderen um eine Zuckerlösung, kannst du daraus ableiten, dass dieselbe Menge Wasser mehr Wasserteilchen hat als die Zuckerlösung. Da die Zuckerteilchen die Membran nicht diffundieren können, ist es das Wasser, das durch die Membran in die Zuckerlösung diffundiert und den Konzentrationsunterschied ausgleicht. Ich hoffe, ich konnte dir weiterhelfen. Viele Grüße aus der Redaktion!

    Von Serpil Kilic, vor 12 Tagen
  2. Malediven strand

    Woher weiß ich welcher von den beiden Stoffen die höhere Konzentration hat?

    Von Sophieelea, vor 17 Tagen
  3. Default

    Cool Thx.

    Von Roland2807, vor etwa einem Jahr
  4. Default

    Stimme ist sehr angenehm

    Von Die Wolf Kinder, vor etwa einem Jahr
  5. Marcel

    Hallo :)
    Die Diffusion der Wassermoleküle richtet sich nach den Konzentrationen. Gibt es ein Gleichgewicht auf beiden Seiten (also wurde die Zuckerlösung verdünnt und steigt an) wird dieser Zustand erhalten bleiben solange die Konzentrationen ausgeglichen sind. Gibt man auf der reinen Wasserseite nun auch Zucker hinzu, kann sich ein neues Gleichgewicht einstellen und Wasser kann aus der Lösung wieder zur Wasserseite.

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  1. Default

    Super! Aber noch eine Frage:
    Können die Wassermoleküle in der Lösung wieder durch die Mambran auf die reine "Wasser-Seite"?

    LG

    Von Yunmi220, vor fast 2 Jahren
  2. Default

    Super Video -> toll erklärt und sehr angenehme Stimme!

    Von Linda 6, vor mehr als 2 Jahren
Mehr Kommentare