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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.81.2021.tde-31052021-173018
Documento
Autor
Nome completo
Mayra Cristina da Silva Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Porto, Paulo Alves (Presidente)
Reis, Ivoni de Freitas
Rozentalski, Evandro Fortes
Título em português
Uma convergência entre História da Ciência e Ensino de Química: o caso da pilha de Daniell
Palavras-chave em português
Ensino de química
História da ciência
Pilha de Daniell
Resumo em português
O presente trabalho consiste em um estudo de caso histórico sobre a pilha criada por John Frederic Daniell (1790-1845), com os objetivos de compreender o dispositivo desenvolvido originalmente e realizar uma análise de sua apropriação por livros didáticos. Há importantes disparidades entre modelos didáticos da pilha de Daniell elaborados ao longo do século XX e o dispositivo original, refletindo objetivos educacionais e didáticos nem sempre explícitos. A pesquisa teve como alicerce teórico-metodológico a contemporânea historiografia da ciência. O estudo de caso foi desenvolvido essencialmente a partir de fontes primárias: duas edições de um livro escrito por Daniell, além de comunicações feitas pelo autor para a Royal Society entre 1836 e 1839. Para análise dos livros didáticos, foi considerada uma amostra de livros de química geral para o ensino superior publicados nos EUA, pertencentes ao acervo do Grupo de Pesquisa em História da Ciência e Ensino de Química (GHQ) do IQ-USP. Foram identificados os capítulos sobre os conteúdos de eletroquímica e, em seguida, as referências à pilha de Daniell. Essas ocorrências foram registradas em diário de pesquisa. O estudo de caso revela que Daniell buscava um dispositivo capaz de produzir corrente elétrica estável por um tempo superior ao de outras pilhas desenvolvidas até então. As pilhas anteriores apresentavam inconvenientes principalmente em relação à deterioração dos eletrodos pela ação dos eletrólitos, que eram misturas de ácidos fortes. Daniell trabalhou por melhorias em sua pilha, à qual ele se referia como bateria constante. Seu arranjo permitia manter a concentração dos eletrólitos por mais tempo e, fazendo associações de até 70 células, foi possível obter correntes elétricas que eram mantidas por horas. Além do interesse científico, existiam motivações extrínsecas para seu trabalho de investigação. A produção da bateria constante, naquele momento, se relacionava à busca de fontes de alimentação para telégrafos elétricos. A partir da compreensão da elaboração original da pilha de Daniell, foi feita uma análise da apropriação desse dispositivo como modelo didático em livros de química. De forma geral, chama a atenção que, desde as primeiras décadas do século XX, a pilha de Daniell aparece nos livros didáticos com muitas diferenças em relação ao dispositivo original. Nas décadas de 1930 a 1950, a pilha de gravidade era apresentada como sendo a pilha de Daniell. Em livros do século XXI, o modelo didático tornou-se a célula voltaica com ponte salina. Os modelos didáticos para a pilha de Daniell estiveram associados a diferentes conteúdos, com papéis diversos no ensino de eletroquímica. Foi possível observar o distanciamento entre o contexto científico e os contextos de ensino: nestes últimos, praticamente não há justificativa para a atribuição do nome de Daniell a diferentes modelos de pilha.
Título em inglês
A convergence of history of science and chemistry teaching: the case of the Daniell cell
Palavras-chave em inglês
Chemistry teaching.
Daniell cell
History of Science
Resumo em inglês
The present work consists in a historical case study about the battery created by John Frederic Daniell (1790-1845), aiming at understanding the device originally developed and at analyzing its appropriation by textbooks. There are important disparities between didactic models of the Daniell cell developed over the 20th century and the original device, reflecting educational and didactic objectives that are not always explicit. The research had as its theoretical-methodological foundation the contemporary historiography of science. The historical case study was developed essentially from primary sources: two editions of a book written by Daniell, in addition to communications made by the author to the Royal Society between 1836 and 1839. Further, a sample of university level, general chemistry textbooks published in the USA, belonging to the collection of the Grupo de Pesquisa em História da Ciência e Ensino de Química (GHQ) from IQ-USP was surveyed. Chapters on electrochemistry contents and references to the Daniell battery were identified and recorded in a research diary. The historical case study reveals that Daniell was looking for a device capable of producing stable electric current for longer than other batteries developed so far. Previous batteries presented drawbacks mainly related to deterioration of the electrodes due the action of the electrolytes, which were mixtures of strong acids. Daniell worked for almost a decade on improvements to his device which he styled constant battery. Its arrangement allowed to maintain the concentration of electrolytes for longer and by making associations of up to seventy cells it was possible to maintain electric currents for hours. In addition to scientific interest, there were extrinsic motivations for Daniell's research work since the constant battery was related to the search for power sources for electric telegraphs. From the understanding of the original elaboration of the Daniell cell, an analysis of the appropriation of this device as a didactic model in chemistry textbooks was made. In general, it is noteworthy that since the first decades of the 20th century the Daniell cell is presented in textbooks with many differences in relation to the original device. In the 1930s to 1950s, the gravity cell was presented as the Daniell cell. In 21st century textbooks, the didactic model becomes the voltaic cell with a salt bridge. Didactic models for the Daniell cell were associated with different contents, with different roles in the teaching of electrochemistry. It was possible to observe the distance between the scientific and the teaching contexts: in the latter, there is practically no justification for associating the name of Daniell to different battery models.
 
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Data de Publicação
2021-06-03
 
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  • COSTA, Mayra; PORTO, Paulo Alves. A pilha de Daniell: um estudo de caso histórico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.38, n.3, p.1650-1673, dez.2021
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