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 die zu groß sind, können diese die Scheidewand nicht passieren. Doch die Lösung wo kaum Teilchen vorhanden sind (wie 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.

Funktionsweise von Osmose

Osmose in der Natur

In der Natur kommt die Osmose auch vor. Kirschen eignen sich am besten für das Beispiel. Die Außenhaut der Kirschen funktioniert wie unsere "durchlässige Scheidewand". Im Sommer wenn die Kirschen gereift sind, ist ihr Zuckergehalt am höchsten. Nach einem Regen könnte dieser die Kirschen zum aufplatzen bringen. Dahinter steckt nichts anderes als der Effekt der Osmose. Wassertopfen die sich auf der Kirsche sammeln dringen durch die Außenhaut in die Kirsche hinein, da der "Saft" der Kirsche mit Zuckermolekülen nicht die Haut durchdringen kann um den Konzentrationsausgleich zu erreichen, wird stattdessen das Wasser von außen aufgenommen. Das hat die Folge das die Kirsche als weiter Wasser aufnimmt um im inneren den Ausgleich zu haben bis sie platzt, da die Außenhaut nicht beliebig weit dehnbar ist.

Was ist Umkehrosmose

Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren welches meistens bei der Wasseraufbereitung verwendet wird. Mit diesem Verfahren lassen sich Stoffe im Molekular-Bereich ausfiltern. Dabei wird versucht möglichst reines Wasser zu gewinnen. Dies wird durch den Gegendruck erzielt, welcher deutlich größer ist als der natürliche osmotische Druck (hängt von der Konzentration ab). Durch dieses Verfahren entstand auch der Name "Umkehrosmose" da man dabei das Prinzip der Osmose umkehrt.

Wirkungsprinzip

Das Prinzip ist einer normalen Filtration ein wenig ähnlich, denn auch bei der Umkehrosmose wird das verunreinigte Wasser gegen einen Filter gepresst. Dabei bleiben unerwünschte Stoffe am Filter zurück 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 würde, das einen osmotischen Druck von weniger als 2 bar hat, bräuchte man mindestens 4 bis maximal 30 bar um dem osmotischen Druck entgegen zu wirken. Es gibt aber auch Meerwasser 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 vom Meerwasser 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 am Laufen zu halten. Dies geht jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkt, danach kommt es zum erliegen. Um dem entgegenzuwirken muss das Konzentrat stetig abgeführt werden.

Größe der Membran bei der Umkehrosmose

kleines Quiz zum wiederholen

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

Trinkwasser hat einen Osmotischen Druck von 2 bar, wie viel Bar bräuchte man um die Umkehrosmose zu erreichen? (6) (23) (8) (12) (!1) (!3)(!2)(4)

Für was steht die Abkürzung "µm"? (!megameter) (!millimeter) (Mikrometer) (!Osmose) (!Umkehrosmose) (!H2O)

Für wenn wurde die Umkehrosmose / Membrantechnologie erfunden? (!Militär) (!Ärzte) (Raumfahrt) (!Milchindustrie) (!Feuerwehr) (!Taucher)

Von was ist der osmotische Druck abhängig? (!Regenwetter) (!Jahreszeit) (Konzentration der Flüssigkeit) (gelöste Salze in der Flüssigkeit ) (!von der Erderwärmung) (!von der Bevölkerung)

Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren welches meistens bei der Wasseraufbereitung verwendet wird. Dabei wird versucht möglichst reines Wasser zu gewinnen. Bei der Umkehrosmose dienen Membranen als Filtermedium.