Diffusion und Osmose

Diffusion ist alltäglich

Diffusion im Alltag
Autor: Ulrich Helmich 2015, Lizenz: siehe Seitenende

Diffusionsvorgänge kennen wir alle aus dem Alltag. Gerüche breiten sich innerhalb von Minuten im ganzen Raum aus, wie jeder Besitzer eines Katzenklos aus eigener Erfahrung weiß. Zucker löst sich im heißen Tee innerhalb weniger Minuten auf, auch ohne dass man umrührt. Öffnet man das Ventil eines Autoreifens, strömt innerhalb von Minuten die ganze Luft heraus, bis der Reifen platt ist.

Diffusion als Konzentrationsausgleich

Was haben all diese Vorgänge gemeinsam?

Zu Beginn haben wir einen Konzentrationsunterschied: Das Katzenklo stinkt, hier herrscht eine hohe Konzentration an unangenehmen Gasen. Auf dem fünf Meter entfernten Sofa ist die Konzentration dieser Gase dagegen gleich Null - jedenfalls am Anfang. Gibt man ein Stück Würfelzucker in den Kaffee, so ist die Zuckerkonzentration am Boden der Tasse sehr hoch, an der Oberfläche des Kaffees ist sie jedoch gleich Null - am Anfang. Im Autoreifen herrscht ein hoher Luftdruck (eine hohe Luft-Konzentration, könnte man auch sagen), außerhalb des Reifens ist der Luftdruck normal - solange, bis sich das Ventil löst oder man auf einen Nagel fährt.

Abnahme eines Konzentrationsunterschieds im Laufe der Zeit durch Diffusion
Autor: Ulrich Helmich 2022, Lizenz: siehe Seitenende

Mit der Zeit kommt es jedoch zu einem Konzentrationsausgleich. Der unangenehme Duft des Katzenklos hat sich im ganzen Raum verteilt, die Zuckerkonzentration im Kaffee ist überall gleich groß, und im Reifen herrscht genau der gleiche Luftdruck wie außerhalb des Reifens.

Solche Vorgänge, bei denen ein anfänglicher Konzentrationsunterschied mit der Zeit zu einem Konzentrationsausgleich führt, werden in der Biologie als Diffusion bezeichnet.

Auf den folgenden Seiten möchte ich den Vorgang der Diffusion etwas näher betrachten und darauf aufbauend den Begriff der Osmose erläutern.