Osmose

Wasser, Wasser, überall Wasser: Und keinen Tropfen zu trinken... Du weißt, dass es gefährlich ist, Salzwasser zu trinken, nicht wahr? Gut so! Aber weißt du auch warum? Komm mit und schau's dir selbst an!

Zwei Gläser. Beide mit Wasser gefüllt. Wir lösen Salz in einem der Gläser. Nun stellen wir für ein paar Tage in jedes Glas eine Möhre. Was wird deiner Meinung nach passieren?

Die Möhre im Salzwasser ist geschrumpft! Ein Teil des Wassers aus den Möhrenzellen ist entwichen. Es ist, als ob die Möhre versucht hätte, das Salzwasser zu verdünnen. Zunächst wies das Wasser in der Möhre eine niedrigere Konzentration an Salz auf... und das Wasser außerhalb der Möhre eine höhere Salzkonzentration.

Als die Möhre ihr Wasser freigegeben hatte, waren die Konzentrationen ausgeglichen. Das Salz blieb, wo es war. Es war das Wasser, das sich bewegte, um die Konzentration auszugleichen. Hmmm... es scheint, als ob Wasser immer versucht, die höher konzentrierte Lösung zu verdünnen.

Dieses Phänomen wird Osmose genannt und ist notwendig für alles – Leben – auf der Erde. Osmose ermöglicht den Pflanzenwurzeln, Wasser aus dem Boden zu ziehen. Osmose ist auch gerade in deinem Körper im Gange: in deinen Zellen. Osmose bringt Wasser dazu, in und aus Zellen zu fließen. Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen Salz- und Mineralienkonzentration innerhalb und außerhalb der Zellen.

Um die Funktionsweise von Osmose wirklich zu verstehen, müssen wir genau hinsehen: Hier ist ein Becherglas, das – mittels einer dünnen Wand – in zwei Bereiche geteilt ist. Diese Wand stellt die äußere Trennwand einer Zelle dar: die Zellmembran. Auf der einen Seite haben wir Wasser mit einer niedrigen Salzkonzentration. Und einer hohen Konzentration auf der anderen Seite. Wir warten ein wenig ab und bemerken, dass der Wasserstand auf der salzigeren Seite steigt!

Dies hat mit der Zellmembran zu tun. Sie ist nicht nur eine Wand, die dort untätig sitzt. In dieser Zellmembran sind kleine Löcher, wie bei einem ultrafeinen Filter. Die Wassermoleküle sind klein genug, um durch die Löcher zu kommen. Und genau das tun sie.

Die Bewegungen der Wassermoleküle sind zufällig, und einige von ihnen gehen durch die Membran – von einer Seite zur anderen, und umgekehrt. Aber schau, was mit dem Salz passiert! Das Salz spaltet sich in Natriumionen und Chloridionen. Da Ionen elektrisch geladen sind, ziehen sie die Wassermoleküle an und formen somit eine Art Panzer um sich. Nun sind sie so sperrig, dass sie nicht durch die Membran passen!

Wie Wassermoleküle bewegen sich auch diese großen Klumpen willkürlich. Manchmal stehen diese Klumpen den Wassermolekülen im Weg, die ansonsten durch die Membran gelangt wären. Das Faszinierende daran ist, dass das Wasser von dieser Seite aus durchkommt, selbst wenn ein Klumpen im Weg ist. Es ist wahrscheinlicher, dass ein Wassermolekül von der Seite mit der geringen Konzentration zur Seite mit der hohen Konzentration gelangt, als umgekehrt. Osmose erfolgt in einer Lösung, die verschiedene Konzentrationen eines gelösten Stoffs aufweist, auf jeder Seite einer Membran, welche nur das Lösungsmittel durchlässt, nicht jedoch den gelösten Stoff.

Eine solche Membran, die nur wenig durchlässt, wird als semipermeable Membran bezeichnet: halbdurchlässig. Die Osmose setzt sich fort, bis die beiden Lösungen auf beiden Seiten einer halbdurchlässigen Membran die gleiche Konzentration aufweisen. Deshalb ist es gefährlich, Meerwasser zu trinken. Berühren deine Körperzellen Wasser mit zu hoher Salzkonzentration, dann stoßen sie ihr eigenes Wasser aus, bis die Salzkonzentration innen und außen gleich ist! Solltest du also Meerwasser trinken, würde dein Körper schließlich austrocknen!