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Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen)

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Team Digital
Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen)
lernst du in der 10. Klasse - 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen) Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Diffusion und Osmose (Vertiefungswissen) kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, was unter „Diffusion“ zu verstehen ist.

    Tipps

    Die Moleküle aus dem Tee verteilen sich nach und nach im Wasser. Dies ist ein Beispiel für Diffusion.

    Zwei der Begriffe bleiben übrig.

    Lösung

    Diffusion ist ein passiver Konzentrationsausgleich von Teilchen, bei dem sich diese aufgrund ihrer Eigenbewegung ungehindert vom Ort höherer zum Ort niedrigerer Konzentration hin verteilen.

  • Stelle das Prinzip der Osmose dar.

    Tipps

    Drei der Bilder stellen Situationen dar, in denen Osmose stattfindet.

    Auf einem der Bilder ist eine Diffusion dargestellt.

    Lösung

    Bei einer Osmose handelt es sich um eine Diffusion durch eine semipermeable Membran. Drei der Bilder zeigen Situationen, in denen Osmose stattfindet: ein Modellexperiment, eine Pflanzenzelle umgeben von einer Salzlösung und eine Kirsche umgeben von Regenwasser.

    Auf dem Bild mit der Teetasse ist eine Diffusion abgebildet. Da der Teebeutel in diesem Fall sowohl Wassermoleküle als auch die Moleküle aus dem Tee hindurchlässt, handelt es sich nicht um eine semipermeable Membran. Folglich liegt hier keine Osmose vor.

  • Gib an, wie die Faktoren die Diffusionsgeschwindigkeit beeinflussen.

    Tipps

    Zwei der Faktoren erhöhen die Diffusionsgeschwindigkeit.

    Einen Teebeutel gibst du normalerweise in heißes Wasser.

    Lösung

    Die Diffusionsgeschwindigkeit wird von mehreren Faktoren beeinflusst:

    • Je höher die Temperatur ist, desto höher ist die Diffusionsgeschwindigkeit.
    • Je kleiner die Teilchengröße ist, desto höher ist die Diffusionsgeschwindigkeit.
    • Je kürzer die zu diffundierende Strecke ist, desto höher ist die Diffusionsgeschwindigkeit.
    • Je höher der Konzentrationsunterschied ist, desto höher ist die Diffusionsgeschwindigkeit.
    • Je zähflüssiger das Medium ist, desto geringer ist die Diffusionsgeschwindigkeit.
  • Beschreibe den Vorgang der Plasmolyse.

    Tipps

    Pflanzenzellen sind von außen von einer Zellwand umschlossen.

    Den umgekehrten Vorgang der Plasmolyse nennt man Deplasmolyse.

    Lösung

    Gibt man Zwiebelzellen in eine stark konzentrierte Salzlösung, kann man beobachten, dass das Volumen der Vakuole abnimmt.
    Die gelösten Salzteilchen können zwar die Zellwand von außen nach innen passieren, nicht aber die semipermeable Membran. Um den Konzentrationsunterschied auszugleichen, diffundieren deshalb Wassermoleküle aus der Vakuole nach außen. So nimmt das Volumen der Vakuole ab.
    Diesen osmotischen Vorgang nennt man Plasmolyse. Um ihn umzukehren, kann man die Zwiebelzellen in Wasser legen.
    Daraufhin diffundieren Wassermoleküle wieder in die Zwiebelzelle hinein. Man spricht dann von Deplasmolyse.

  • Gib die Bedeutung der Begriffe rund um das Thema Membranen an.

    Tipps

    Zellen besitzen eine Zellmembran.

    Von einer selektiven Wahrnehmung spricht man, wenn bei der Wahrnehmung nur bestimmte Dinge aus der Umwelt aufgenommen werden.

    Lösung

    Semipermeable bzw. selektiv permeable Membranen lassen nur bestimmte Moleküle hindurchdiffundieren:

    • semi- = teilweise
    • selektiv = auswählend
    • permeabel = durchlässig
    • Membran = eine dünne Schicht/Haut
  • Berechne unterschiedliche Konzentrationsgradienten.

    Tipps

    Der Konzentrationsgradient bezeichnet das Verhältnis von Konzentrationsunterschied zu Strecke.

    Um den Konzentrationsgradienten zu berechnen, musst du zunächst die beiden Konzentrationen voneinander abziehen, um den Konzentrationsunterschied zu erhalten. Diesen teilst du dann durch die Diffusionsstrecke.

    Nimm dir Zettel und Stift und notiere die einzelnen Ergebnisse, bevor du sie sortierst.

    Rechenbeispiel:

    Konzentration in Lösung A: 10 g Zucker in 100 ml Wasser
    Konzentration in Lösung B: 2 g Zucker in 100 ml Wasser
    Diffusionsstrecke: 2 nm

    8 g : 2 nm = 4 g/nm

    Lösung

    Um den Konzentrationsgradienten zu berechnen, musst du zunächst die beiden Konzentrationen voneinander abziehen, um den Konzentrationsunterschied zu erhalten. Diesen teilst du dann durch die Diffusionsstrecke.

    Bei den einzelnen Lösungen erhältst du so die folgenden Ergebnisse:

    Konzentration in Lösung A: 5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Konzentration in Lösung B: 0,5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Diffusionsstrecke: 2 nm

    4,5 g : 2 nm = 2,25 g/nm

    Konzentration in Lösung A: 5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Konzentration in Lösung B: 1 g Zucker in 100 ml Wasser
    Diffusionsstrecke: 4 nm

    4 g : 4 nm = 1 g/nm

    Konzentration in Lösung A: 3 g Zucker in 100 ml Wasser
    Konzentration in Lösung B: 0,5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Diffusionsstrecke: 10 nm

    2,5 g : 10 nm = 0,25 g/nm

    Konzentration in Lösung A: 5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Konzentration in Lösung B: 4,5 g Zucker in 100 ml Wasser
    Diffusionsstrecke: 3 nm

    0,5 g : 3 nm = 0,17 g/nm