ENEM 2024 · Ciências da Natureza · Química · eletroquímica
Questão 101 do ENEM 2024
Resposta: letra E. Placas solares revestidas de grafeno geram eletricidade com chuva: a camada de água tem íons (Aᵐ⁺ e Bⁿ⁻) e a de grafeno tem elétrons; há alto potencial elétrico acima e baixo abaixo.
Placas solares comuns dependem de dias ensolarados para gerar energia. Mas podemos gerar eletricidade com a ajuda de gotas de chuva, revestindo placas solares com uma fina camada de grafeno. Os íons dissociados a partir da água da chuva (Am+ e Bn−) tornam a combinação grafeno e água da chuva um par perfeito para geração de energia. O processo requer apenas uma camada de grafeno para que grande quantidade de elétrons (e−) se movimente ao longo da superfície.
TANG, Q. et al. A Solar Cell that is Triggered by Sun and Rain.
Angewandte Chemie International Edition, n. 55, 2016 (adaptado).
Ao produzir eletricidade em dias chuvosos, o grafeno
- Aoxida os cátions dissolvidos na água da chuva.
- Bimpede a difusão da água através das placas solares.
- Cdiminui a energia de ativação da reação no pseudocapacitor.
- Dforma um compósito não metálico com os íons na água da chuva.
- Egera uma diferença de potencial pela interação dos elétrons com os cátions.Resposta correta
Como resolver a questão 101 passo a passo?
O conceito que resolve
A interação entre os elétrons do grafeno e os cátions da água cria uma separação de cargas e, portanto, uma diferença de potencial, que gera corrente elétrica.
Como chegar na resposta
- A figura mostra cátions (Aᵐ⁺) na água e elétrons (e⁻) na camada de grafeno.
- A atração entre cátions e elétrons separa cargas, deixando a camada de água em potencial mais alto e o grafeno em potencial mais baixo.
- Essa diferença de potencial permite o fluxo de elétrons, ou seja, a geração de eletricidade.
Por que cada alternativa
- AO grafeno não oxida os cátions; ele conduz elétrons.
- BO grafeno não impede a difusão da água; ele apenas cobre a placa.
- CO texto não menciona redução de energia de ativação por pseudocapacitor.
- DO grafeno não forma um compósito com os íons; é uma camada condutora separada.
- ECorreta: a interação entre elétrons do grafeno e cátions da água gera diferença de potencial.
Onde essa questão derruba a maioria
A palavra 'pseudocapacitor' soa técnica, mas o que a figura mostra é a interação entre cargas que cria uma diferença de potencial.
O que estudar se você errou
Revise condutores, separação de cargas, diferença de potencial e geração de energia.
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