MINT lernen

Diffusion und Osmose

Zwei Aufgaben zu Osmose an Kirschen und Kartoffeln.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Kirschen im Regen

AFB I–II

Reife Süßkirschen platzen bei Dauerregen auf. Der Zellsaft reifer Kirschen enthält bis zu 20 % Zucker. Regenwasser, das auf der Oberfläche steht, dringt über die dünne Haut in die Frucht ein.

  1. Nenne die Bedingungen für Osmose.
  2. Erkläre das Platzen der Kirschen.
  3. Begründe, warum unreife Kirschen seltener platzen.
  4. Vergleiche Diffusion und Osmose.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Membran und Konzentration.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche Lösung ist hypertonisch?
Hinweis zu Aufgabe c)
Zuckergehalt vergleichen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Was wandert, braucht man eine Membran?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Eine selektiv permeable Membran und ein Unterschied in der Konzentration gelöster Teilchen zwischen beiden Seiten.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der zuckerreiche Zellsaft ist gegenüber Regenwasser hypertonisch. Wasser strömt netto in die Zellen, der Innendruck steigt, bis die Haut reißt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Unreife Kirschen enthalten weniger Zucker; der Konzentrationsunterschied zum Regenwasser ist kleiner, es strömt weniger Wasser ein.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Bei beiden bewegen sich Teilchen passiv entlang eines Konzentrationsgefälles. Diffusion betrifft beliebige Teilchen und braucht keine Membran; Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran zur Seite mit höherer Konzentration gelöster Teilchen.

2

Der Kartoffelversuch

AFB II–III

Kartoffelzylinder wurden gewogen, 60 Minuten in Zuckerlösungen gelegt und erneut gewogen.

Zuckerkonzentration in mol/L0,00,10,20,30,40,6
Massenänderung in %+8+5+2−1−4−9
  1. Beschreibe die Messwerte.
  2. Ermittle die Konzentration, die zum Zellsaft isotonisch ist.
  3. Deute die Massenabnahme bei 0,6 mol/L auf Teilchenebene.
  4. Beurteile die Versuchsplanung und nenne eine Fehlerquelle.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Wie ändert sich die Masse mit der Konzentration?
Hinweis zu Aufgabe b)
Wo ist die Massenänderung null?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wohin wandern die Wassermoleküle netto?
Hinweis zu Aufgabe d)
Welche Variablen müssen gleich sein?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Mit steigender Zuckerkonzentration nimmt die Masse weniger zu bzw. stärker ab: von +8 % in Wasser bis −9 % bei 0,6 mol/L; zwischen 0,2 und 0,3 mol/L wechselt das Vorzeichen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Die Massenänderung ist zwischen 0,2 mol/L (+2 %) und 0,3 mol/L (−1 %) null; linear interpoliert bei etwa 0,27 mol/L.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Außenlösung ist hypertonisch: Es diffundieren mehr Wassermoleküle aus den Zellen hinaus als hinein; die Zuckermoleküle passieren die Membran kaum. Die Zellen verlieren Wasser und damit Masse.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Sinnvoll: nur die Konzentration wird verändert, Zeit und Temperatur sind gleich; Massenänderung in % gleicht unterschiedliche Startmassen aus. Fehlerquellen: anhaftende Lösung beim Wiegen (vorher abtupfen), unterschiedlich große Oberflächen, nur ein Zylinder je Ansatz (besser Wiederholungen).