Erklärung osmose und exosmose?
Hallo zusammen und zwar wollte ich fragen ob mir jemand genau und verständlich die Begriffe osmose und exosmose erklären kann
Ich bedanke mich schonmal für die hilfe
2 Antworten
So wie ich das verstehe, ist Osmose der Oberbegriff und beschreibt (copy paste) einen Prozess, wo ein Lösungsmittel durch eine Membran in Richtung der höheren Teilchenkonzentration fließt. Die Teilchenkonzentration ist einfach der Anteil an einem bestimmten gelösten Stoff. Das kann zum Beispiel Zucker sein. Und das Lösungsmittel kann zum Beispiel sowas wie Wasser sein.
Die Endosmose und Exosmose sind Vorgänge dabei.
(copy paste) Exosmose nennt man die Eigenthümlichkeit thierischer, auch pflanzlicher Häute, welche die Scheidewand zwischen zwei verschiedenartigen Flüssigkeiten bilden, von diesen Flüssigkeiten aber gegenseitig, und zwar nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit, durchdrungen werden. Werden also zwei Flüssigkeiten von verschiedener Dichtigkeit von einander getrennt, z.B. eine mit einer Zuckerlösung gefüllte Schweinsblase [558] in ein Gefäß mit reinem Wasser gehängt, so zeigt sich alsbald das Bestreben der Flüssigkeiten, ein Gleichgewicht in ihrer Dichtigkeit herzustellen. Ein Theil des Wassers dringt durch die Blase zur Zuckerlösung (Endosmose), ein Theil der Zuckerlösung geht durch die Blase zum Wasser üb er (Exosmose). So auch bei anderen unter sich mischbaren Flüssigkeiten.
Moin,
dann fange ich mal ganz vorne an:
Teilchen bewegen sich (Brownsche Molekularbewegung). Sie stoßen aneinander und bewegen sich ungezielt und irgendwie hin und her. So kommt es, dass sich gleiche Teilchen (zum Beispiel Duftstoffmoleküle eines Parfüms) im Laufe der Zeit gleichmäßig im zur Verfügung stehenden Raum verteilen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Diffusion.
Wenn du jetzt den Raum durch eine Biomembran in zwei Unterräume teilst, so gibt es Teilchen, die diese Barriere durchdringen können (zum Beispiel Wassermoleküle), und es gibt Teilchen, die nicht durch die Membran gelangen können (zum Beispiel große Moleküle oder geladene Ionen). Dann sagt man, dass die Membran semipermeabel (halbdurchlässig) ist. Die Membran verhindert also die gleichmäßige Verteilung von Teilchen in beiden Räumen, wenn die betrachteten Teilchen die Membran nicht überwinden können.
Tja, und nun stell dir vor, dass in beiden Raumhälften, die durch die Membran getrennt sind, reines Wasser wäre. Dann passiert folgendes: Da Wasserteilchen die Membran durchdringen können, wechseln ständig Wassermoleküle von einer Seite auf die andere. Das machen sie, weil sie sich bewegen (Brownsche Molekularbewegung) und weil die Membran für die Wassermoleküle kein echtes Hindernis ist.
Wenn wir von draußen auf dieses System der zwei Räume schauen, dann würden wir an der Wassermenge in beiden Raumhälften keinen Unterschied feststellen. Das kommt daher, dass immer dann, wenn gerade ein Wassermolekül von der linken Raumhälfte in die rechte wechselt, irgendwo anders ein anderes Wassermolekül genau umgekehrt von der rechten Seite auf die linke Seite wechselt. Das bedeutet, dass obwohl ständig Wassermoleküle von einer auf die andere Seite wechseln, insgesamt sich an der Gesamtmenge an Wasser in beiden Hälften nichts ändert. So etwas bezeichnet man als dynamisches Gleichgewicht (dynamisch, weil ständig alles in Bewegung ist; Gleichgewicht, weil sich am Gesamtsystem nichts zu verändern scheint).
Und jetzt stell dir vor, dass du in die eine Raumhälfte (sagen wir in die linke) einen wasserlöslichen Stoff gibst, zum Beispiel Zucker. Dann erhältst du ein System, in dem eine Raumhälfte einen gelösten Stoff enthält, während in der anderen Hälfte immer noch nur reines Wasser ist. Die beiden Lösungen links und rechts haben verschiedene Dichten, weil sie verschieden konzentriert sind.
Wenn du dieses System von außen betrachtest, wirst du feststellen, dass scheinbar nur von der Seite, in der kein Zucker ist, Wasser auf die Seite wechselt, in der die Zuckerlösung ist. Es sieht dann so aus, als ob Wasser plötzlich nur noch von der weniger konzentrierten Lösung auf die Seite mit der höheren Konzentration wechselt. Und diesen Vorgang bezeichnet man dann als Osmose.
Tatsächlich ist das aber nicht der Fall. In Wirklichkeit wechseln Wasserteilchen immer noch von beiden Seiten auf beide Seiten. Aber was sich verändert, ist die Menge an Wassermolekülen, die die Seiten wechseln.
Während bei gleich konzentrierten Lösungen in beiden Raumhälften auch ständig gleich viele Wassermoleküle die Seiten wechseln, ist das bei verschieden konzentrierten Lösungen nicht mehr so. Das ist auch ganz logisch, wenn man sich klar macht, dass in der Raumhälfte, in der es einen gelösten Stoff gibt, viele Wassermoleküle dafür gebraucht werden, um um die gelösten Teilchen eine Wasserhülle (Hydrathülle) auszubilden. Diese Wassermoleküle, die die Hydrathülle um gelösten Teilchen bilden, stehen für einen Wechsel auf die andere Seite nämlich nicht mehr zur Verfügung. Sie bilden ja schließlich die Hydrathülle und sind deshalb nicht mehr frei beweglich. Selbst wenn sich ein Wassermoleküle aus der Hydrathülle löst, muss ein anderes Wassermolekül dessen Platz in der Hydrathülle einnehmen.
Wenn aber nicht mehr so viele Wassermoleküle frei beweglich sind, können auch rein statistisch nicht mehr so viele Wassermoleküle auf die andere Seite wechseln. Auf der Seite, in der kein Zucker im Wasser ist, können alle Wassermoleküle auf die andere Seite wechseln. Auf der Seite mit dem Zucker können das nur die Wassermoleküle, die nicht an der Ausbildung von Hydrathüllen beteiligt sind. Das sind weniger. Deshalb wechseln auch weniger Wassermoleküle von der Seite mit der höheren Konzentration auf die Seite mit der geringeren Konzentration. Und deshalb haben wir den Eindruck, als würde plötzlich nur noch von der Seite mit der geringeren Konzentration Wasser auf die Seite wechseln, in der die Konzentration höher ist.
Du wirst oft lesen oder hören, dass das System versucht, die Konzentrationen auszugleichen. Das ist Quatsch. Das System versucht nichts dergleichen! Das würde ja bedeuten, dass die beiden Raumhälften merken könnten, dass in ihnen verschieden konzentrierte Lösungen vorliegen, um dann „zu beschließen”, dass die Konzentrationen ausgeglichen werden sollen (warum sollte das überhaupt ein Ziel sein??).
Die Angleichung der Konzentrationen in beiden Raumhälften ist nicht das Ziel, sondern vielmehr die Folge eines rein passiv-statistischen Prozesses. Weil einfach mehr Wassermoleküle in der geringer konzentrierten Lösung auf die Seite der höheren Konzentration wechseln als umgekehrt, gelangt unter dem Strich mehr Wasser von der Seite der niedrigeren Konzentration auf die Seite mit der höheren Konzentration. Dadurch wird die Seite, in der der Zucker ist, verdünnt und die Seite, in der eine geringere Konzentration vorliegt bestenfalls konzentrierter.
Aber trotzdem bleibt es in unserem beschriebenen Fall dabei, dass es nur auf einer Seite Zucker gibt. Ein echter Ausgleich der Konzentrationen wäre nur möglich, wenn der Zucker die Seiten wechseln könnte, was aber die Membran verhindert.
Alles klarer jetzt?
Was die Exosmose angeht, so wird das verständlicher, wenn du nicht zwei beliebige Raumhälften betrachtest, die von einer Membran getrennt sind, sondern wenn du eine Zelle in ihrem Milieu anschaust.
Dann hast du einen Raum, der von einer Membran umgeben ist, und dadurch gegenüber dem Außenmilieu halbwegs abgeschottet ist. Dann gibt es das Zellinnere und das Außenmilieu.
Na ja, und wenn du jetzt den Fall hättest, dass das Außenmilieu eine stärker konzentrierte Lösung als das Innenmilieu der Zelle ist, dann würdest du beobachten können, dass scheinbar einseitig nur Wasser aus der Zelle ins Außenmilieu strömt. Aus der Zelle heraus: Exosmose (ex = aus; Osmose = Diffusion von geeigneten Teilchen durch eine semipermeable Membran). Das ist alles.
Exosmose ist also ein Teilprozess der Osmose, bei der nur die Seite betrachtet wird, aus der Wasser einseitig zu strömen scheint.
Du weißt es jetzt besser: In Wirklichkeit wechseln immer Wassermoleküle von beiden Seiten auf beide Seiten. Aber wenn die beiden Seiten verschieden stark konzentrierte Lösungen darstellen, dann wechseln rein statistisch mehr Teilchen von der Seite mit der geringeren Konzentration auf die Seite mit der höheren als umgekehrt...
LG von der Waterkant