Questão do ENEM 2024

Ciências da Natureza · habilidade 23Caderno Cinza · Questão 99

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 ( $\mathrm{A^{m+}}$ e $\mathrm{B^{n-}}$ ) 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 ( $\mathrm{e^{-}}$ ) 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

Alternativa A: oxida os cátions dissolvidos na água da chuva.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Oxidar um cátion exigiria retirar elétrons dele, mas o grafeno apresenta elétrons que ficam próximos dos cátions por atração elétrica. O processo descrito é de interação eletrostática, e não de reação de oxirredução com os cátions.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: impede a difusão da água através das placas solares.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O enunciado não atribui ao grafeno a função de barrar a água: a água da chuva forma uma camada fina sobre ele, e é justamente o contato entre água e grafeno que permite a geração de energia.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: diminui a energia de ativação da reação no pseudocapacitor.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Nenhum dado do texto ou da figura fala em catálise, em pseudocapacitor ou em energia de ativação. A eletricidade vem do arranjo de cargas entre o grafeno e a camada de água, e não da alteração da velocidade de uma reação.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: forma um compósito não metálico com os íons na água da chuva.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O grafeno é um material de carbono em que os elétrons se movem ao longo da superfície, e o enunciado não fala em formação de compósito com os íons. A figura mostra apenas a camada de água e a de grafeno em contato, cada uma com suas cargas.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa E: gera uma diferença de potencial pela interação dos elétrons com os cátions. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Na figura, a camada fina de água tem cátions $\mathrm{A^{m+}}$ e ânions $\mathrm{B^{n-}}$ , e os elétrons do grafeno ficam próximos dos cátions, por atração elétrica. Essa separação de cargas entre a água e o grafeno cria uma região de alto e outra de baixo potencial elétrico, isto é, uma diferença de potencial capaz de gerar corrente.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria

Código INEP: 117837
Código da prova: 1422
Arquivo do PDF: 2024_PV_impresso_D2_CD6.pdf