Hyperosmotische Definition
Hyperosmotisch kann sich auf Lösungen beziehen, die einen erhöhten osmotischen Druck oder einen größeren Unterschied zwischen gelösten Stoffen und Lösungen zwischen einer Membran aufweisen.
In anderen Fällen bezieht sich Hyperosmose auf eine Lösung, die mehr gelöste Stoffe oder Bestandteile einer Lösung enthält als eine ähnliche Lösung.
Der Begriff Hyperosmose leitet sich von den griechischen Wörtern hyper, was „übermäßig“ bedeutet, und osmos, was „Stoß, Schub oder Impuls“ bedeutet, ab.
Beispiele für Hyperosmose
Zellen werden kleiner
Die Wissenschaft sagt uns, dass jedes lebende Objekt aus Zellen besteht. Feste, flüssige und gasförmige Stoffe bestehen im Wesentlichen aus denselben Materialien in unterschiedlichen Konzentrationen.
Das bedeutet natürlich, dass feste Dinge wie Glas, Holz und sogar der Mensch eine sehr hohe Konzentration an zellulärer Materie haben. Außerdem können nur drastische Maßnahmen wie Schneiden, Brechen oder Verbrennen die Form, das Gewicht oder die Größe eines Festkörpers dauerhaft verändern.
Die Eigenschaften fester Objekte scheinen konsistent zu sein. Zellen sind jedoch nicht fest, trotz ihrer Fähigkeit, feste Objekte zu bilden. Neben ihren selektiv durchlässigen Membranen sind zum Beispiel menschliche Zellen mit einer zähflüssigen Flüssigkeit, dem Plasma, gefüllt. Wenn dieses Plasma mehr Druck auf die Innenwand der Zelle ausübt als auf die Außenwand der Zelle, behält die Zelle ihre Form.
Wird jedoch ein Mensch – oder genauer gesagt eine menschliche Zelle – in eine Lösung mit höherer Viskosität oder höherer Konzentration an plasmaähnlichen Stoffen gebracht, kann das, was vorher nicht schrumpfbar war, schrumpfen. Das liegt daran, dass die Lösung hyperosmotisch ist, d.h. eine höhere Konzentration des plasmaähnlichen gelösten Stoffes aufweist, als die menschlichen Zellen.
Da die hyperosmotische äußere Plasmalösung mehr Druck auf die Außenseite der Zellwand ausübt als die Zellplasmalösung selbst auf die innere Zellwand, zieht sich die Zellwand zusammen, bis die Drücke der äußeren und der inneren Plasmalösung ein Gleichgewicht erreichen oder gleich werden. Vereinfacht gesagt, schrumpft die Zelle.
Das Tote Meer
Obwohl der menschliche Körper voller Organe ist, besteht er wie die Zellen zu 65% aus Wasser. Allerdings ist dieses Wasser nicht unbedingt reines H2O. Es unterstützt unsere Körperfunktionen und transportiert Dinge wie Abfallstoffe, Nährstoffe und sogar Sauerstoff. Es transportiert auch Elektrolyte, nämlich Salz.
Das Salz in unserem Körper verleiht uns zusammen mit dem Körperfett Auftrieb oder die Fähigkeit, im Wasser zu schwimmen. Das Fett tut dies, weil es weniger wiegt als Wasser und ohne große Anstrengung über dem Wasser schwebt. Salz ist weniger zuverlässig, denn es setzt voraus, dass das Salz im Körper eine niedrigere Konzentration hat als die gelösten Stoffe im Außenwasser.
Dieser letzte Grund, dass die gelösten Stoffe im Außenwasser höher konzentriert sein müssen als im Innenwasser, damit der Mensch schwimmt, ist der Grund, warum wir im Toten Meer so leicht schwimmen. Da die salzhaltige Lösungsmittelkonzentration des Toten Meeres für andere Wasserquellen (einschließlich des Menschen) hyperosmotisch ist, drückt es diese anderen Quellen weg oder, genauer gesagt, an seine Oberfläche.
Öl und Wasser
Wasser ist ein vielseitiger Stoff. Es bietet nicht nur eine ideale Umgebung zum Mischen von Lösungen, sondern enthält auch eigene Moleküle, winzige Kombinationen aus Wasserstoff und Sauerstoff, die mit anderen Molekülen in anderen Stoffen interagieren.
Öl ist einer dieser Stoffe. Flüssige Öle, wie Olivenöl oder Pflanzenöl, bestehen oft aus ungesättigten Fetten oder Ketten von Wasserstoffmolekülen mit einer unvollständigen Umhüllung von Kohlenstoffmolekülen. Feste Öle wie Butter und tierische Fette bestehen aus gesättigten Fetten, d. h. aus Wasserstoffmolekülketten mit einer vollständigen Hülle aus Kohlenstoffmolekülen. Beide Ketten von Wasserstoffmolekülen werden als Kohlenwasserstoffketten bezeichnet.
Die Kohlenwasserstoffketten in flüssigen Ölen sind länger als H2O-Moleküle in Wasser. Die Größe der Kohlenwasserstoffketten macht es schwieriger für sie, sich miteinander zu verbinden, auch wenn sie sich niemals miteinander verbinden. H2O-Moleküle hingegen haben eine „V“-Form, die es ihnen erleichtert, ihre eigenen Mosaike zu bilden.
Da H2O-Moleküle reibungslos zusammenpassen, kommen sie in höheren Konzentrationen vor als Kohlenwasserstoffketten. Daher ist reines Wasser, auch wenn es keine gelösten Stoffe enthält, hyperosmotisch für Öl und drückt es an die Oberfläche, anstatt es unter sich sinken zu lassen.
- Plasma – Das Material, das das Innere der Zelle bildet und den Zellkern und die Organellen an Ort und Stelle hält.
- Viskosität – Der Grad der inneren Reibung in einer Flüssigkeit oder die Dicke einer Flüssigkeit.
- Auftrieb – Die Fähigkeit, in einer Substanz zu schwimmen, normalerweise auf einem Spektrum bewertet.
- Konzentration – Die Anzahl der gelösten Stoffe in einer Lösung.
Quiz
1. Wir schwimmen im Toten Meer, weil das Wasser im Toten Meer ___________ für menschliche Körper ist.
A. Hypo-osmotisch
B. Somotisch
C. Hyperosmotisch
D. Salzig
2. Eine Lösung, die eine höhere Konzentration als menschliches Zellplasma hat, hat eine höhere __________ als menschliches Zellplasma.
A. Viskosität
B. Vitriolität
C. Osmose
D. Stenose
3. Sie stellen ein versiegeltes Glas mit reinem Wasser in eine salzige Lösung. Was wird mit dem Wasser passieren, ohne das Gewicht des Glases zu berücksichtigen?
A. Das Wasser wird sinken, weil es eine höhere Konzentration als die salzige Lösung hat.
B. Das Wasser sinkt, weil es eine geringere Konzentration hat als die salzige Lösung.
C. Das Wasser wird sich an der Oberfläche absetzen, weil es eine geringere Konzentration an gelösten Stoffen hat als die salzige Lösung.
D. Das Wasser wird sinken, weil es die gleiche Konzentration wie die salzige Lösung hat.