Osmose spielt in zahlreichen Fällen eine entscheidende Rolle, etwa bei der Urinbildung in den Nieren. In den Nieren sorgt Osmose dafür, dass Wasser aus dem Blutplasma in das Nierenmark zurückgewonnen wird und hilft so, den Wasserhaushalt im Körper zu regulieren. Oder etwa bei den Pflanzen, um ihren Wassergehalt trotz des ständigen Wasserverlusts durch Transpiration aufrecht zu erhalten.
Nehmen wir ein Gefäß mit zwei Kammern her, die durch eine sog. semipermeable Membran getrennt sind. In einer Kammer befindet sich zum Beispiel reines Wasser, in der anderen eine Kochsalzlösung. Die semipermeable Membran ist für Wassermoleküle durchlässig aber nicht für den gelösten Stoff (die Salzionen).
Was wird passieren. Es werden insgesamt mehr Wassermoleküle konkret von rechts nach links die Membran passieren als von links nach rechts. Dadurch steigt der Spiegel im linken Glasrohr an und im rechten sinkt er. Der Druckunterschied Δp = ρ · g · h hängt von der Menge des links gelösten Stoffs ab. Je stärker also die Kochsalzlösung, desto höher steigt der Wasserspiegel im linken Rohr und desto höher ist der sog. osmotische Druck Π = Δp. Für diesen gilt:
Der osmotische Druck lässt sich also mit dem Gasgesetz p·V = n·R·T bestimmen, wobei für die Molmenge n jene des gelösten Stoffs (hier das Kochsalz) einzutragen ist.
Der Unterschied h der beiden Wasserspiegel müsste demnach direkt proportional zur Menge an hinzugefügten Kochsalz sein. Dies möchte ich experimentell überprüfen.
Für das Experiment benötigt man also neben Wasser und Kochsalz auch noch die semipermeable Membran. Als solche eignet sich etwa ein Dialyseschlauch, welchen man für wenig Geld z.B. auf Aliexpress erhält:
Für mein Osmometer habe ich mich für folgenden Aufbau entschieden:
Hier einige Bilder der Entstehung:
Die nicht vorhandenen Teile wie Plexiglaskleber, große Dichtringe und Plexiglasrohr habe ich auf Amazon bestellt:
Der gesamte Aufbau wird dann so aussehen, wobei ich die Steighöhe h in Abhängigkeit von der Salzmenge mSalz bestimme:
Wenn die Amazon-Lieferung angekommen ist, geht es hier weiter…
