Questão 46 do ENEM 2013 comentada
Entenda a função do eletrólito polimérico em um dispositivo que transforma reações químicas em movimento.
Músculos artificiais são dispositivos feitos com plásticos inteligentes que respondem a uma corrente elétrica com um movimento mecânico. A oxidação e redução de um polímero condutor criam cargas positivas e/ou negativas no material, que são compensadas com a inserção ou expulsão de cátions ou ânions. Por exemplo, na figura os filmes escuros são de polipirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando o polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução, expulsando ânions, e o filme se contrai. Pela montagem, em sanduíche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na figura.
DE PAOLI, M. A. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, maio 2001 (adaptado).
A camada central de eletrólito polimérico é importante porque
- AAbsorve a irradiação de partículas carregadas, emitidas pelo aquecimento elétrico dos filmes de polipirrol.
- BPermite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico.
- CMantém um gradiente térmico no material para promover a dilatação/contração térmica de cada filme de polipirrol.
- DPermite a condução de elétrons livres, promovida pela aplicação de diferença de potencial, gerando corrente elétrica.
- EPromove a polarização das moléculas poliméricas, o que resulta no movimento gerado pela aplicação de diferença de potencial.
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O que a questão cobra
A questão exige relacionar oxidação e redução do polipirrol ao movimento de íons no dispositivo. Também cobra a função do eletrólito na condução iônica.
Resolução
A passagem decisiva explica que a oxidação do polipirrol atrai ânions para compensar cargas positivas. Na redução, esses ânions são expulsos. A camada central, que contém um sal, permite que os íons se desloquem entre os filmes quando há diferença de potencial.
Quando o polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero
Esse deslocamento de íons possibilita as reações nas faces do dispositivo: um filme se expande enquanto o outro se contrai. A figura mostra a função do conjunto em sanduíche: com corrente elétrica, ele se curva; sem corrente, não apresenta essa curvatura. Assim, a camada central participa da condução iônica necessária para o funcionamento do dispositivo.
O eletrólito não precisa conduzir elétrons livres para produzir esse efeito. Os elétrons participam da corrente nos materiais condutores, enquanto os íons se movimentam pelo eletrólito. Portanto, a camada central permite a difusão de íons e contribui para fechar o circuito elétrico.
Alternativa por alternativa
- A
O texto atribui o movimento à entrada e à saída de ânions, não à absorção de partículas emitidas pelo aquecimento.
- B
Correta. O eletrólito permite a difusão dos íons sob diferença de potencial, necessária para compensar as cargas do polipirrol e fechar o circuito.
- C
O texto explica a expansão e a contração por oxidação, redução e movimentação de íons, não por um gradiente térmico.
- D
A função destacada para a camada central é permitir o movimento de íons, não a condução de elétrons livres.
- E
O movimento decorre da entrada e da expulsão de ânions durante as reações, não da polarização das moléculas poliméricas.
Para lembrarEletrólitos permitem o deslocamento de íons; em dispositivos eletroquímicos, esse movimento pode acompanhar reações de oxidação e redução.
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