Osmotischer Druck
Definition
Der osmotische Druck ist derjenige Druck, der durch die in einem Lösungsmittel gelösten Moleküle auf der höherkonzentrierten Seite verursacht wird und den Fluss des Lösungsmittels (in der Regel Wasser) durch eine semipermeable Membran antreibt.
Das Lösungsmittel strömt von der Seite mit geringerer Teilchenkonzentration durch die genannte Membran zur Seite mit dem höheren osmotischen Druck, also zur höheren Teilchenkonzentration. Für die Teilchen selber ist die Membran nicht passierbar.
Einflussfaktoren
Der osmotische Druck hängt von den Konzentrationsverhältnissen der beiden Lösungen auf der jeweiligen Seite der Membran ab. Der osmotische Druck ist auf der Seite mit der höheren Konzentration gelöster Stoffe größer.
Ein Einstrom von Wasser aus dem Interstitium in die Zellen erfolgt von der Seite niedriger Konzentration zur Seite mit der höheren Konzentration, bis der Innendruck der Zellen (Turgor) dem osmotischen Druck von außen, gleichwertig gegenüber steht.
Berechnung
In verdünnten flüssigen Lösungen gelten dieselben physikalischen Gesetze wie bei idealen Gasen. Dabei gilt, dass der osmotische Druck
- proportional zur molaren Konzentration des in der Flüssigkeit gelösten Stoffes ist
- allein von der Teilchenzahl des gelösten Stoffes abhängt
- proportional zur absoluten Temperatur ist
Der osmotische Druck einer Lösung von 1 Mol Stoff in 22,4 l Lösungsmittel beträgt bei 0 °C (273,15 K) 101,325 kPa. Diese Zusammenhänge werden vom van ’t Hoffschen Gesetz formuliert, das jedoch nur für verdünnte Lösungen (< 0,1 M) gilt.
| Π = c x R x T |
- Π = osmotischer Druck (in Pascal)
- c = Molare Konzentration der Lösung
- R = universelle Gaskonstante
- T = absolute Temperatur (in Kelvin)