Umkehrosmose

Was ist Osmose

Als Osmose wird der Vorgang beschrieben bei dem zwei Lösungen mit unterschiedlicher Konzentration danach streben einen Konzentrationsausgleich zu erreichen. Da die stark konzentrierte Lösung (z.B. Wasser mit Zucker) viele gelöste Teilchen enthält, können diese die Scheidewand nicht passieren. Doch die Lösung mit einer schwächeren Konzentration (z.B. destilliertes Wasser) kann ungehindert durch die durchlässige Scheidewand zu der stärker konzentrierten Lösung fließen. Dabei erhöht sich das Volumen der stärker Konzentrierten Lösung. Im Grunde genommen versuchen die Teilchen einen Konzentrationsausgleich zwischen Innen- und Außenraum der Membran zu schaffen.

Funktionsweise von Osmose

Osmose in der Natur

Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren der meisten bei Wasseraufbereitung verwendet wird. Mit diesem Verfahren lassen sich Stoffe im Molekularbereich ausfiltern. Dabei wird versucht möglichst reines Wasser zu gewinnen in dem man Gegendruck erzeugt der viel größer ist als der natürliche osmotische Druck. Durch dieses Verfahren entstand auch der Name "Umkehrosmose" da man dabei das Prinzip der Osmose umkehrt.

Was ist Umkehrosmose

Das Prinzip ist einer normalen Filtration ein wenig ähnlich, den auch bei Umkehrosmose wird das verunreinigtes Wasser gegen einen Filter gepresst, Dabei bleiben unerwünschte Stoffe am Filter übrig und man erhält sauberes/reines Wasser. Bei der Umkehrosmose dienen Membranen als Filtermedium. Diese Membranen haben unterschiedliche Porengrößen und können dementsprechend manche Stoffe zurückhalten und andere wiederum durchlassen. Wenn man jetzt Trinkwasser nehmen würden, das einen osmotischen Druck von weniger als 2 bar hat, bräuchte man mindestens 4 bar um dem osmotischen Druck entgegen zu wirken. Es gibt aber auch Meereswasser mit viel Salzgehalt das einen osmotischen Druck von etwa 30 bar hat. Bei diesem Wasser müsste man 60 bis 80 bar aufbringen um den natürlichen osmotischen Druck von Meereswasser entgegenzuwirken. Doch mit der Zeit steigt die Konzentration im Wasser, dass der Umkehrosmose ausgesetzt wird. Dadurch steigt auch der osmotische Druck, da die Flüssigkeit jetzt viel konzentrierter ist. Also müsste man noch mehr Druck auf die Flüssigkeit ausüben um den Prozess beim laufen zu halten. Das geht nur bis zu einem bestimmten Punkt, doch irgendwann kommt es zum erliegen. Um dem entgegenzuwirken muss das Konzentrat stetig abgeführt werden.

Größe der Membran bei der Umkehrosmose

kleines Quiz zum wiederhole

Wie groß müssen die Poren der Membran sein um nur H2O - Moleküle durchzulassen? (!0,4-0,02µm) (!100µm) (!0,01µm) (!0,001µm) (0,0001µm)