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Umkehrosmose

Was ist Osmose?

Osmose basiert auf dem fundamentalen Bestreben nach dem Gleichgewichtszustand. Kommen zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Konzentration an gelösten Stoffen miteinander in Berührung, so tritt eine Vermischung bis zum Erreichen einer einheitlichen Konzentration ein. Werden diese Flüssigkeiten gleichen Volumens durch eine semipermeable Membran (lässt die Flüssigkeiten, aber nicht die gelösten Stoffe durch) getrennt, so wird die geringer konzentrierte Flüssigkeit durch die Membran auf die Seite der Flüssigkeit mit der höheren Konzentration fließen (Binnie e.a., 2002). Ein Konzentrationsausgleich entsteht. Nach einer gewissen Zeit wird der Wasserspiegel auf einer Seite der Membran höher stehen als auf der anderen, was eine hydrostatische Druckdifferenz bewirkt. Diese Differenz wird osmotischer Druck genannt.

Was ist Umkehrosmose?

Wird ein äußerer Druck angelegt, der den osmotischen Druck übersteigt, so werden die Flüssigkeiten durch die Membran in eine hochkonzentrierte und eine gereinigte Flüssigkeit getrennt, da das Wasser gezwungen wird durch die Membran zu fließen. Das Wasser mit hoher Salzkonzentration wird also gezwungen auf die Seite der geringen Salzkonzentration zu fließen. Die gelösten Stoffe werden jeoch von der Membran zurückgehalten. Um diesen Effekt bei Meerwasser zu erreichen ist ein Druck von ca. 60 bar oder mehr notwendig.

1. Das Wasser fließt von einer Kolonne mit geringer Konzentration gelöster Stoffe zu einer Kolonne mit hoher Konzentration an gelösten Stoffen

2. Der osmotische Druck verhindert, dass das Wasser weiter durch die Membran fließt, um den erreichten Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten

3. Durch anlegen eines äußeren Drucks der den osmotischen Druck übersteigt wird der Wasserfluss umgekehrt: Das Wasser fließt von der höher konzentrierten Kolonne zur niedriger konzentrierten

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