Osmose: Wieso wollen Teilchen die Konzentration ausgleichen?
Unser Lehrer personifiziert Moleküle und meint , dass diese die Konzentration ausgleichen wollen. Wie ist es aber physikalisch oder Chemisch zu erklären , dass die Teilchen sich hin zum hypertonischen bewegen ? Welche Kraft treibt sie an ?
6 Antworten
Das Stichwort Entropie hast Du ja bei den Themen dabei.
Ich denke, dass es genau das ist. Alles in unserem Universum strebt von Zuständen geringerer Entropie zu Zuständen größerer Entropie.
Energie zum Beispiel verteilt sich von ganz alleine.
Das ist auch ein Grund dafür, dass man enorme Energie aufwenden muss, um Zustände der Ordnung aufrecht zu erhalten.
Du hast sicher schon einmal etwas vom osmotischen Druck gehört. Das ist der Druck den salze in Lösung ausüben.
Salzlösungen "wollen" ihre Konzentration nicht ausgleichen sondern die einzelnen Ionen eines salzes streben einfach nach dem größtmöglichen Abstand zu einander.
Mehr Abstand verlangt nach mehr Volumen.
Habt ihr davor nicht die Diffusion des Wassers, oder zumindest die Entropie durchgenommen?
Also die Teilchen versuhen die größtmögliche Entropie(Unordnung) zu erreichen, indem sie sich bewegen. Die Osmose funktioniert über eine Membran. Nehmen wir mal an wir hätten eine Membran. Auf der einen Seite befinden sich 100 Glucose Teilchen und 10 Wasser. Auf der Anderen 100 Wasser. Die Membran lässt nur Wasser durch. Um die größtmöglicheEntropie zu erreichen muss das Wasser zum Bereich mit dem Zucker diffundieren, weil sich der Zucker nicht durch die Membran bewegen kann.
> dass die Teilchen sich hin zum hypertonischen bewegen ?
Redest Du hier von ungehinderter Diffusion oder von Osmose? Und meinst Du mit Teilchen die des Lösemittels oder die des gelösten Stoffs?
Ist allerdings immer eine Frage der Statistik: Da, wo mehr Teilchen sind, schaffen auch mehr rein zufällig den Weg zur anderen Seite. Es sei denn, etwas versperrt ihnen den Weg.
> Welche Kraft treibt sie an ?
Impulse aus den gegenseitigen Zusammenstößen. Temperaturbedingte Molekularbewegung.
Hier sind zwei problematische Begriffe zu finden.
Teilchen wollen nichts und es ist keine Kraft, die sie zu irgend etwas treibt.
Wenn wir über dem absoluten Temperatur-Nullpunkt sind, bewegen sich alle Teilchen mit zunehmender Temperatur immer schneller. Wenn man in einem Behälter also eine Membrane mit ganz kleinen Löchern einsetzt, dann pfeifen die Teilchen (z.B. Wassermoleküle) von der einen Seite und von der anderen Seite der Membrane gleich häufig durch diese Löcher. Damit bleibt der Wasserspiegel auf beiden Seiten gleich hoch. Bringt man nun auf einer Seite größere Moleküle (z.b. Zucker) in die Lösung, so können diese größeren Moleküle nicht durch die Löcher hindurch. Sie bleiben also auf einer Seite. Außerdem können sie die Löcher teilweise "verstopfen" wie die Kugel in einem Ventil. Stößt ein Wassermolekül auf dem Weg durch ein Loch auf ein Zuckermolekül, wird es zurückgeschleudert. Es ist, als würde das Zuckermolekül das Loch verstopfen. Kommt ein anderes Wassermolekül von der anderen Seite gerade durch ein Loch und stößt auf ein Zuckermolekül, so kann es dieses wegschieben, wobei es selbst abgelenkt wird. Es ist aber auf der Seite mit der Zuckerlösung. Wassermoleküle können also häufiger in die Zuckerlösung hinein diffundieren und seltener daraus entweichen. Daher steigt der Lösungsmittelspiegel auf der Zuckerseite. Das geht so lange, bis der hydrostatische Druck auf der Zuckerseite so groß wird, bis wieder gleich viele Wassermoleküle von beiden Seiten die Membrane durchdringen können.
Der Begriff Entropie wurde genannt, sind aber kein bisschen darauf eingegangen