Teilchen in ständiger Bewegung
Ein Tropfen Tinte färbt ruhiges Wasser ganz von selbst — ohne Rühren.
- Teilchenbewegung:Moleküle bewegen sich ständig ungerichtet und stoßen zusammen (Brownsche Bewegung).
- Diffusion:Nettobewegung von Teilchen vom Ort höherer zum Ort niedrigerer Konzentration — bis zur Gleichverteilung.
- Gleichgewicht:dann wandern gleich viele Teilchen in beide Richtungen; die Bewegung hört nicht auf.
- Tempo:schneller bei höherer Temperatur, größerem Konzentrationsgefälle und kleineren Teilchen.
- Reichweite:Sauerstoff diffundiert 10 µm in Hundertstelsekunden, 1 cm aber in Stunden — Diffusion taugt nur für kurze Wege.
Osmose: Diffusion durch eine Membran
Lässt eine Membran nur das Wasser durch, wandert das Wasser — nicht der gelöste Stoff.
- selektiv permeabel:Membran lässt Wasser gut durch, gelöste Teilchen wie Zucker oder Ionen dagegen kaum (semipermeabel).
- Osmose:Wasser diffundiert netto zur Seite mit der höheren Konzentration gelöster Teilchen.
- hypertonisch:Lösung mit höherer Konzentration gelöster Teilchen als die Vergleichslösung — sie zieht Wasser an.
- hypotonisch / isotonisch:niedrigere bzw. gleiche Konzentration — isotonisch heißt: kein Nettostrom.
- osmotischer Druck:Der steigende Wasserspiegel erzeugt Gegendruck; ist er so groß wie der osmotische Sog, stoppt der Nettostrom.
Osmose: Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran — netto zur Seite mit der höheren Konzentration gelöster Teilchen.
Stelle die Zuckerkonzentration links und rechts der Membran ein — mit der Maus oder den Tasten −/+. Beobachte Pfeil und Wasserspiegel. Schalte dann die Membran auf „auch für Zucker“.
Halte fest: Nicht der Zucker wandert, sondern das Wasser — und zwar zur Seite mit mehr gelösten Teilchen. Ist die Membran für den Zucker durchlässig, gleicht Diffusion die Konzentrationen aus und die Spiegel bleiben gleich.
Allgemeine Hinweise
Wasser folgt den Teilchen
Nicht: „Wasser wandert dahin, wo weniger Wasser ist“ als einzige Regel. Merke dir: Wasser strömt zur höheren Konzentration gelöster Teilchen.
Immer vergleichen
hypertonisch, hypotonisch und isotonisch beschreiben einen Vergleich zweier Lösungen — nie eine Lösung allein.
Kein Stillstand
Auch im Gleichgewicht bewegen sich die Teilchen weiter; nur der Nettostrom ist null.
