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6.1.
Das Prinzip der Umkehrosmosetechnik
Werden zwei Lösungen mit unterschiedlicher Ionenkonzentration, also wässrige Lösungen mit unter-
schiedlichem Salzgehalt, durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Membran voneinander getrennt,
streben die Lösungen einen Konzentrationsausgleich an. Dieses Bestreben führt dazu, dass Ionen der
Umkehrosmosetechnik
höher konzentrierten wässrigen Lösung auf die durch die semipermeable Membran getrennte Seite, der
niedrig konzentrierten Lösung „wandern" wollen.
Werden zwei Lösungen mit unterschiedlicher Ionenkonzentration, also wässrige Lösungen mit unterschiedli-
chem Salzgehalt, durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Membran voneinander getrennt, streben die
Dieser Konzentrationsausgleich kann auf diesem Weg nicht stattfinden, da die Membran für die Ionen
Lösungen einen Konzentrationsausgleich an. Dieses Bestreben führt dazu, dass Ionen der höher konzentrier-
unpassierbar ist. Deshalb strömen die Wassermoleküle, welche die Membran durchdringen können, von
ten wässrigen Lösung auf die durch die semipermeable Membran getrennte Seite der niedrig konzentrierten
der niedrig konzentrierten Seite zur Seite mit der höheren Konzentration, um den Ausgleich zu erlan-
Lösung „wandern" wollen.
gen. Dieser Vorgang läuft so lange ab, bis der Konzentrationsausgleich der Ionen beider Seiten erreicht
Dieser Konzentrationsausgleich kann auf diesem Weg nicht stattfinden, da die Membran für die Ionen unpas-
ist, oder sich auf der hochkonzentrierten Seite der sogenannte osmotische Druck eingestellt hat. Dieser
sierbar ist. Deshalb strömen die Wassermoleküle, welche die Membran durchdringen können, von der niedrig
osmotische Druck beträgt beim Trinkwasser weniger als 2 bar und steigt mit zunehmendem Konzentra-
tionsunterschied. Dieser Vorgang wird Osmose genannt und ist in der Natur u.a. für die Regulation des
konzentrierten Seite zur Seite mit der höheren Konzentration, um den Ausgleich zu erlangen. Dieser Vorgang
Wasserhaushalts von Zellen verantwortlich.
läuft so lange ab, bis der Konzentrationsausgleich der Ionen beider Seiten erreicht ist, oder sich auf der hoch-
konzentrierten Seite der sogenannte osmotische Druck eingestellt hat. Dieser osmotische Druck beträgt beim
Für ein anschauliches Beispiel der Osmose wird im Folgendem das Aufplatzen von Kirschen beschrieben.
Trinkwasser weniger als 2 bar und steigt mit zunehmendem Konzentrationsunterschied. Dieser Vorgang wird
Ausgangspunkt ist eine reife Kirsche, deren Haut nach einem Regenschauer mit Wasser benetzt ist.
Osmose genannt und ist in der Natur u.a. für die Regulation des Wasserhaushalts von Zellen verantwortlich.
Für ein anschauliches Beispiel der Osmose wird im folgendem das Aufplatzen von Kirschen beschrieben.
Das Regenwasser auf der Kirschhaut stellt eine Flüssigkeit mit niedriger Konzentration an gelösten Teil-
chen dar. Der im Inneren der Kirsche befindliche Kirschsaft stellt durch den gelösten Zucker eine Flüssig-
Ausgangspunkt ist eine reife Kirsche, deren Haut nach einem Regenschauer mit Wasser benetzt ist.
keit mit hoher Konzentration dar.
Das Regenwasser auf der Kirschhaut stellt eine Flüssigkeit mit niedriger Konzentration an gelösten Teilchen
dar. Der im inneren der Kirsche befindliche Kirschsaft stellt durch den gelösten Zucker eine Flüssigkeit mit
Der Kirschsaft besitzt das Bestreben nach einem Konzentrationsausgleich mit dem Regenwasser und will
hoher Konzentration dar.
in Richtung dieses Wassers diffundieren. Dies wird jedoch durch die halbdurchlässige Membran verhin-
Der Kirschsaft besitzt das Bestreben nach einen Konzentrationsausgleich mit dem Regenwasser und will in
dert, welche die Zuckermoleküle wegen ihrer Größe aufhält.
Richtung dieses Wassers diffundieren. Dies wird jedoch durch die halbdurchlässige Membran verhindert, wel-
Dadurch kommt es zum Vorgang, dass die Wassermoleküle von außen ins Innere der Kirsche fließen und
che die Zuckermoleküle wegen ihrer Größe aufhält.
der Druck in der Kirsche ansteigt, bis diese sich nicht weiter ausdehnen kann und schließlich aufplatzt.
Dadurch kommt es zum Vorgang, dass die Wassermoleküle von außen ins Innere der Kirsche fließen und der
Die Umkehrosmose ist, wie der Name schon sagt, eine Umkehrung des Osmosevorgangs.
Druck in der Kirsche ansteigt, bis diese sich nicht weiter ausdehnen kann und schließlich aufplatzt.
Die Umkehrosmose ist, wie der Name schon sagt, eine Umkehrung des Osmosevorgangs.
Leitungswasser stellt die Seite mit hoher Ionenkonzentration dar und wird durch einen äußeren angelegten
Leitungswasser stellt die Seite mit hoher Ionenkonzentration dar und wird durch einen äußeren angelegten
Druck in Richtung des Reinwassers mit der niedrigen Konzentration gezwungen.
Druck in Richtung des Reinwassers mit der niedrigen Konzentration gezwungen.
Dieser von außen angelegte Druck muss höher als der osmotische Druck sein. Nur so können die Was-
Dieser von außen angelegte Druck muss höher als der osmotische Druck sein. Nur so können die Wasser-
sermoleküle entgegen ihrer natürlichen osmotischen Richtung in den Bereich der niedrig konzentrierten
moleküle entgegen ihrer natürlichen osmotischen Richtung in den Bereich der niedrig konzentrierten wandern
wandern, und die im Trinkwasser gelösten Stoffe können aufgrund ihrer Größe die halbdurchlässige
und die im Leitungswasser gelösten Stoffe können aufgrund ihrer Größe die halbdurchlässige Membran nicht
Membran nicht passieren. Daher bleiben auf der Reinwasserseite fast ausschließlich nur Wassermoleküle
passieren. Daher bleiben auf der Reinwasserseite fast ausschließlich nur Wassermoleküle übrig. Die zurück-
übrig. Die zurückbleibenden Stoffe an der Membran müssen kontinuierlich abgeführt werden, um ein Ver-
bleibenden Stoffe an der Membran müssen kontinuierlich abgeführt werden, um ein Verstopfen der Membran
stopfen der Membran zu verhindern.
zu verhindern.
Prinzip der Osmose
hohe Konzentration
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© STULZ GmbH, Hamburg
Flussrichtung
niedrige Konzentration
Technisches Handbuch STULZ UltraWater basic V.2 | Ausgabe 01-11-2020 | 20005957
Prinzip der Umkehrosmose
äußerer Druck
hohe Konzentration
5
5
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-
Flussrichtung
niedrige Konzentration
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