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Osmose in Lösungen

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sofatutor Team
Osmose in Lösungen
lernst du in der Oberstufe 6. Klasse - 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Osmose in Lösungen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Osmose in Lösungen kannst du es wiederholen und üben.
  • Definiere den Begriff Osmose.

    Tipps

    Durch die Diffusion verteilen sich Teilchen gleichmäßig im Raum. Dadurch wird die Konzentration an allen Punkten gleich und so gering wie möglich.

    Wenn nur das Lösemittel eine Membran passieren kann, bewirkt der osmotische Druck eine Verdünnung der höher konzentrierten Lösung.

    Lösung

    Osmose ist die Diffusion durch eine Membran. Diese lässt nur bestimmte Teilchen durch. Dadurch kommt es zur Ausbildung des osmotischen Drucks. Dieser ist die Grundlage der Wasser- und Nährstoffaufnahme aller tierischen und pflanzlichen Zellen.

  • Nenne Bereiche, in denen die Osmose zur Anwendung kommt.

    Tipps

    Das Rosten von Eisen ist eine Redoxreaktion. Der osmotische Druck spielt hier keine Rolle.

    Lösung

    Bei der Osmose bewegen sich Teilchen entlang eines Konzentrationsgefälles durch eine semipermeable Wand.

    So können Bestandteile des Blutes entnommen und auch hinzugefügt werden. Darauf beruht die Dialyse (Reinigung des Bluts) und auch die Nährstoffaufnahme der Zellen.

    Ein Osmosekraftwerk macht sich den entstehenden Druck zunutze, der an einer Membran zwischen Lösungen mit unterschiedlicher Konzentration entsteht. Dieser Druck wird dann benutzt, um z.B. elektrischen Strom zu erzeugen.

  • Rechne die gegebenen Einheiten um.

    Tipps

    Ein Liter $(l)$ entspricht einem Kubikdezimeter $(dm^3)$.

    Lösung

    Beim Rechnen mit verschiedenen Größen ist es besonders wichtig, die Einheiten zu betrachten. Damit du die Größen miteinander verrechnen kannst, müssen die Einheiten zueinander passen. Wenn du also das Volumen mit der Dichte multiplizierst und die Dichte in der Einheit $\frac{g}{cm^3}$ gegeben ist, muss auch das Volumen in $cm^3$ umgerechnet werden. Wenn du das Volumen nämlich in $m^3$ oder $l$ einsetzt, erhälst du ein falsches Ergebnis.

    Die Temperatur rechnest du von Kelvin in Grad Celsius um, indem du 273,15 abziehst. Für das Volumen solltest du dir merken, dass 1000 Liter ein Kubikmeter $(m^3)$ sind. Ein Druck von einem bar entspricht 100000 Pascal oder 1000 Hektopascal.

  • Erkläre, warum es gefährlich ist, größere Mengen Salzwasser zu trinken.

    Tipps

    Durch ein Konzentrationsgefälle an einer Membran entsteht ein osmotischer Druck.

    Dieser Druck hat die Angleichung der Konzentration zum Ziel.

    Lösung

    Häufig werden Sportgetränke mit dem Prädikat isotonisch beworben. Das bedeutet nur so viel, als dass eine Komponente in diesem Getränk die gleiche Konzentration hat wie sie im Körper vorkommt. Dadurch wird Wasser in einer ausreichenden Menge aufgenommen.

    Bei einer hypotonen Mischung ist der Gehalt einer Substanz, wie z.B. Kochsalz, geringer als im Körper. Dadurch wird übermäßig viel Wasser in die Zellen transportiert. Sie können dadurch im schlimmsten Fall platzen. Aus diesem Grund darf man auch nicht zu viel destilliertes Wasser trinken.

    Meerwasser ist in Bezug auf Kochsalz eine hypertone Lösung. Das führt bei übermäßigem Verzehr zum Austrocknen der Zellen. Der osmotische Druck liefert, wie du nun weißt, die Erklärung für all diese Phänomene.

  • Berechne den osmotischen Druck einer Kochsalzlösung.

    Tipps

    Setze die gegebenen Werte in die Formel ein.

    Gib die Werte in deinen Taschenrechner ein und setze den erhaltenen Werte als Lösung ein.

    Lösung

    Der osmotische Druck entsteht an einer Membran durch ein Konzentrationsgefälle zwischen den Lösungen auf beiden Seiten. Dieser Druck führt zu einem Ausgleich der Konzentrationen. Durch die Berechnung dieses Drucks ist es dir möglich, zu bestimmen, wie der osmotische Druck beeinflusst werden kann. Dies erlaubt eine genaue Einstellung des Drucks zu bestimmten Zwecken, wie z.B. der Dialyse (Blutreinigung).

  • Berechne den osmotischen Druck einer 2-molaren Natriumsulfatlösung bei einer Temperatur von 25°C.

    Tipps

    Der Van-'t-Hoff-Faktor gibt an, wie viele Teilchen bei einer Dissoziation aus dem Ausgangsstoff entstehen.

    Lösung

    Mit der Formel $\Pi=~i~c~R~T$ berechnest du den osmotischen Druck der 2-molaren Natriumsulfatlösung. $Na_2SO_4$ dissoziert in 2 Natrium-Ionen und ein Sulfat-Ion. Daher ist $i=~3$.

    Die Konzentration von $c=~2~\frac{mol}{l}$ musst du noch auf Kubikmeter umrechnen. Da $1~m^3=~1000~l$ beträgt die Konzentration $2000~\frac{mol}{m^3}$.

    Für die Umrechnung von $^\circ C$ in $K$ musst du $273,25$ addieren. Die Temperatur ist also $298,15~K$.

    Der osmotische Druck ist mit diesen eingesetzten Werten $148729146~Pa$. Da diese Zahl sehr groß ist, kann man die Einheit umrechnen und sie in $kPa$ angeben. Kilo bedeutet 1000.

    Das erhaltene Ergebnis in Pascal wird also durch 1000 dividiert und man erhält das Endergebnis von gerundet $\Pi=~14872,9~ kPa$