Questão 116 do ENEM 2018 comentada
Entenda como as reações de oxirredução mantêm o funcionamento de uma célula solar sensibilizada por corante.
Células solares à base de
sensibilizadas por corantes (S) são promissoras e poderão vir a substituir as células de silício. Nessas células, o corante adsorvido sobre o 
é responsável por absorver a energia luminosa 
, e o corante excitado (S*) é capaz de transferir elétrons para o 
. Um esquema dessa célula e os processos envolvidos estão ilustrados na figura. A conversão de energia solar em elétrica ocorre por meio da sequência de reações apresentadas.
A reação 3 é fundamental para o contínuo funcionamento da célula solar, pois
- A
- B
- C
- D
- E
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Ver a resposta e a resolução
O que a questão cobra
A questão cobra a interpretação de reações químicas em uma célula solar. Você precisa identificar como a reação 3 participa do ciclo do corante e do mediador de carga.
Resolução
A reação 2 transfere um elétron do corante excitado para o eletrodo de TiO₂. Com isso, o corante fica na forma oxidada, S⁺, e precisa ser regenerado para absorver luz e participar de novas reações.
TiO₂|S⁺ + 3/2 I⁻ → TiO₂|S + 1/2 I₃⁻
Na reação 3, os íons I⁻ transferem elétrons para o corante oxidado. Assim, S⁺ volta à forma S, enquanto parte dos íons I⁻ forma I₃⁻. A figura mostra o mediador de carga participando desse ciclo entre o corante e o eletrodo de platina. Depois, a reação 4 converte I₃⁻ novamente em I⁻ ao receber elétrons.
Portanto, a reação 3 regenera o corante. Sem essa etapa, o corante permaneceria oxidado após transferir elétrons ao TiO₂ e não poderia continuar o ciclo de conversão da energia luminosa em energia elétrica.
Alternativa por alternativa
- A
Não se sustenta porque a reação 3 transforma I⁻ em I₃⁻, mas a transferência de elétrons ocorre no sentido de oxidar I⁻, não de reduzi-lo.
- B
Correta. Está certa: a reação 3 reduz o corante oxidado, S⁺, e o regenera na forma S, permitindo que ele volte a participar do ciclo.
- C
A reação 3 produz I₃⁻, que participa da reação 4, mas não garante essa etapa. A reação 4 também depende do recebimento de elétrons no eletrodo de platina.
- D
Não se sustenta porque a reação 3 consome o corante oxidado, S⁺, e o recupera como S; ela não promove a oxidação do corante.
- E
A transferência de elétrons do corante excitado para o eletrodo de TiO₂ aparece na reação 2, não na reação 3.
Para lembrarUma espécie oxidada pode ser regenerada ao receber elétrons; na reação 3, o corante S⁺ volta à forma S.
Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.
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