Osmose

Osmose, allgemein die Bezeichnung für den Transport von Materie zwischen zwei Phasen, die durch eine dritte Phase voneinander getrennt sind. Bei geologischen Prozessen kann diese „dritte Phase” einige Meter mächtig sein. Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter dem Begriff der Osmose den Durchgang eines der Bestandteile einer Phase durch eine Membran in eine andere Phase – üblicherweise bei chemischen oder biologischen Systemen. Häufig handelt es sich bei den Phasen um verschiedene Lösungen mit unterschiedlichen Inhaltsstoffen.

In diesem Zusammenhang ist der Begriff der semipermeablen (halb durchlässigen) Membran wichtig: Derartige Membranen sind nur für einen bzw. bestimmte Bestandteile durchlässig, während andere Bestandteile nicht durchgelassen werden. Mit Hilfe von Experimenten lässt sich bestimmen, welche Membranen einen selektiven Durchfluss (oder Osmose) erlauben.

Bei einer klassischen Vorführung der Osmose wird ein kleines Rohr mit einer Zuckerlösung, dessen unteres Ende mit einer semipermeablen Membran verschlossen ist, senkrecht in einen Wasserbehälter gestellt. Wasser diffundiert durch die Membran in das Rohr, der Pegel der Zuckerlösung in dem Rohr steigt sichtbar an. Eine semipermeable Membran, die ein derartiges Experiment ermöglicht, findet man beispielsweise an der Innenseite einer Eierschale. Es ist der Film, der den direkten Kontakt des Eiweißes mit der Schale verhindert. Bei dem beschriebenen Experiment fließt das Wasser in beiden Richtungen durch die Membran. Vom Behälter mit reinem Wasser in die Röhre fließt es jedoch schneller, da die Konzentration an Wasser im Behälter höher ist: Es sind weniger gelöste Substanzen in dieser Lösung enthalten als in der Zuckerlösung. Der Flüssigkeitsstand in der Röhre mit der Zuckerlösung steigt so lange an, bis der Durchfluss des Wassers aus der Röhre dem Durchfluss des Wassers in die Röhre entspricht, und zwar unter der Wirkung des hydrostatischen Druckes (siehe Strömungsmechanik). Vom hydrostatischen Druck hängt es ab, wann der Durchfluss in beide Richtungen gleich ist. Man bezeichnet ihn als osmotischen Druck. Eine Vielzahl physikalischer und chemischer Prinzipien spielt beim Phänomen der Osmose im Tier- und Pflanzenreich eine Rolle.

Siehe auch Umkehrosmose