Beschreiben und Erklären

Beschreiben ist meist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Beschreiben wird mit sprachlichen Mitteln zusammenhängend und geordnet dargestellt, wie ein Gegenstand oder eine Erscheinung in der Natur beschaffen ist, z. B. welche Eigenschaften ein Körper besitzt, wie ein Vorgang abläuft, wie ein technisches Gerät aufgebaut ist. Dabei werden in der Regel äußerlich wahrnehmbare Eigenschaften der Erscheinung oder des Gegenstandes dargestellt.

Beispiele:

Beschreibe die Vorgänge beim Verbrennen von Magnesium an der Luft!
Ein Magnesiumspan wird erhitzt. (Vorsicht!) Die Flamme darf nur mit einer dunklen Schutzbrille beobachtet werden! Nach kurzer Zeit flammt das Magnesium grell auf. Es brennt an der Luft unter sehr heller Lichterscheinung und starker Wärmeabgabe weiter. Nach Beendigung des Vorganges bleibt ein weißer, fester Stoff übrig.

Die Beschreibung kann durch bildliche Darstellungen wie Strukturformeln anschaulich gemacht werden.
Beschreibe die Struktur des Ethanmoleküls!
Bild 2 zeigt die Struktur des Ethanmoleküls. Es besteht aus zwei Kohlenstoff und sechs Wasserstoffatomen. Die Kohlenstoffatome sind über eine Atombindung, eine $C-C-\sigma -$ Bindung, miteinander verbunden. Außerdem bindet jedes Kohlenstoffatom noch drei Wasserstoffatome. Es handelt sich bei Ethan um einen gesättigten Kohlenwasserstoff.

Erklären ist eine Tätigkeit, die eng mit Gesetzen und Modellen verbunden ist.
Beim Erklären wird die Ursache einer Erscheinung dargelegt. Dabei wird die Erscheinung auf das Wirken von Gesetzen zurückgeführt. Die Erklärung enthält also eine logische Ableitung eines Sachverhaltes aus bekannten Gesetzmäßigkeiten.
Diese Wirkungsbedingungen sind die wesentlichen Seiten der Erscheinung.
Auch Modelle können zum Veranschaulichen der Erklärung herangezogen werden.

Die Erklärung sollte zusammenhängend und geordnet formuliert werden.

Erklären darf nicht mit dem Begründen verwechselt werden. Erklärt werden Sachverhalte (Erscheinungen, die Wirkungsweise von Geräten), begründet werden Aussagen. Während beim Erklären immer auf Gesetze und Modelle zurückgegriffen wird, können Begründungen objektiv oder subjektiv sein.

Beispiel

Erkläre, warum beim Mischen von 50 ml Wasser mit 50 ml Ethanol (umgangssprachlich Alkohol) nur 96 ml und nicht 100 ml Flüssigkeit entstehen!

Die beobachtete Erscheinung kann mit dem Teilchenmodell erklärt werden.
Die Teilchen der gemischten Stoffe sind unterschiedlich groß. Wassermoleküle sind viel kleiner als Ethanolmoleküle. Wassermoleküle bestehen nur aus 3 verbundenen Atomen, Ethanolmoleküle dagegen aus 9 Atomen und sind demnach größer. Diese Darstellung berücksichtig allerdings nicht die unterschiedliche Größe verschiedener Atome.

Stellt man sich die Teilchen insgesamt als Kugeln vor, befinden sich zwischen den Ethanolteilchen große Zwischenräume. In diese Zwischenräume können sich die kleineren Wasserteilchen einlagern. Das Volumen des Stoffgemisches ist kleiner als die rechnerische Summe der Volumina der einzelnen Flüssigkeiten. (Auch die anziehenden Kräfte zwischen den Teilchen bewirken eine Verringerung des Volumens)

In einem Modellexperiment mit Erbsen (große Teilchen) und Reis, oder Senfkörnern (kleinere Teilchen) kann man diese Erklärung veranschaulichen.

Es werden genau 25 ml Erbsen und 25 ml Reis abgemessen. Anschließend mischt man beide und füllt sie erneut in einen Standzylinder.
Die kleineren Reiskörner lagern sich zwischen die Erbsen ein. Der Raum zwischen den Erbsen wird dadurch besser ausgefüllt. Das Gesamtvolumen des Gemischs ist deshalb kleiner als die Summe der Einzelvolumen der Menge von Erbsen und Reiskörnern.

Beschreiben und Erklären hängen in den Naturwissenschaften untrennbar zusammen. So ist das Beschreiben des Aufbaus und das Erklären der Wirkungsweise technischer Geräte und Anlagen eine für die Chemie charakteristische Tätigkeit. Dabei geht es einerseits um die Darstellung der für die Wirkungsweise wesentlichen Teile, andererseits um das Zurückführen der Wirkungsweise auf physikalische Gesetze, deren Wirkungsbedingungen im Aufbau realisiert sind.
Beim Beschreiben des Aufbaus und Erklären der Wirkungsweise eines technischen Gerätes oder einer Anlage sollte man folgendermaßen vorgehen:

1. Nenne den Verwendungszweck des Gerätes bzw. der Anlage!
   
2. Beschreibe wesentliche Teile des Gerätes bzw. der Anlage, die für die Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse von besondere Bedeutung sind!
   
3. Erkläre die Wirkungsweise des Gerätes bzw. der Anlage und führe sie auf naturwissenschaftliche Erkenntnisse, z. B. über den Aufbau und die Eigenschaften von Stoffen sowie die Umwandlung von Stoffen zurück!

Beispiel:

1. Ein Scheidetrichter (scheiden = trennen) ist ein Gerät, mit dem ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten wieder getrennt werden kann. Die Flüssigkeiten dürfen ineinander nicht löslich sein und müssen unterschiedliche Dichten haben. Ein Scheidetrichter kann also zur Trennung eines heterogenen Stoffgemisches zweier Flüssigkeiten dienen. Beispiele dafür sind Gemische aus Wasser und Öl oder Wasser und Benzin.
   
2. Der Scheidetrichter ist ein Glaskolben, der sich nach unten verengt und dort in ein dünnes Glasrohr übergeht.
   Das Glasrohr ist am unteren Ende des Kolbens mit einem Hahn verschließbar.

In den Glaskolben wird das heterogene Gemisch der Flüssigkeiten, z. B. aus Öl und Wasser, gebracht und längere Zeit ruhig stehen gelassen. Da die Flüssigkeiten ineinander nicht gelöst sind und sie unterschiedliche Dichten haben, entmischen sich die beiden Flüssigkeiten wieder.

Der Stoff mit der größeren Dichte wandert nach unten, der mit der geringen Dichte nach oben. So sammelt sich oben die Flüssigkeit mit der geringeren Dichte und unten im Trichter die mit der größeren Dichte. Bei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Farben kann man dies gut beobachten. Aus dem trüben, undurchsichtigen Gemisch werden zwei klare, durchsichtige Flüssigkeiten. Nach der Entmischung kann die Flüssigkeit mit der größeren Dichte mittels Hahn und Glasrohr unten am Trichter in ein anderes Gefäß abgelassen werden.