Questão 128 do ENEM 2024 comentada
Entenda como a interação entre íons da chuva e elétrons no grafeno pode gerar eletricidade.
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 (A^m⁺ 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.
Tente resolver antes de abrir. Errar aqui é de graça.
Ver a resposta e a resolução
O que a questão cobra
A questão cobra a relação entre cargas elétricas e diferença de potencial. Você deve interpretar também o que as camadas de água e grafeno mostram na figura.
Resolução
O enunciado relaciona os íons da água da chuva ao movimento de elétrons na superfície do grafeno.
grande quantidade de elétrons (e⁻) se movimente ao longo da superfície.
A figura mostra os íons na camada fina de água e os elétrons no grafeno. Ela indica potencial elétrico alto na camada de água e baixo na camada de grafeno. Essa diferença de potencial está associada à interação entre os elétrons e os cátions, que têm carga positiva. Assim, o grafeno e a água da chuva formam uma configuração capaz de gerar eletricidade.
A questão não afirma que ocorra uma reação de oxidação, que a água seja impedida de atravessar a placa ou que a energia de ativação de uma reação seja alterada. Também não caracteriza a combinação como um compósito não metálico. O ponto central é a diferença de potencial produzida pela interação das cargas.
Portanto, a alternativa correta é a E.
Alternativa por alternativa
- A
O enunciado não diz que os cátions são oxidados; destaca o movimento de elétrons e a interação entre cargas.
- B
O texto menciona uma camada fina de água sobre o grafeno, não que o grafeno impeça a difusão da água pela placa.
- C
Não há menção a uma reação em pseudocapacitor nem à redução de sua energia de ativação.
- D
A questão não atribui a geração de eletricidade à formação de um compósito não metálico, mas à diferença de potencial indicada na figura.
- E
Correta. A interação dos elétrons no grafeno com os cátions da água está associada à diferença de potencial mostrada entre as camadas.
Para lembrarA diferença de potencial elétrico está relacionada à interação e à distribuição de cargas elétricas.
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