Mapa de questões · 2º dia
Questão 116 — ENEM 2018Caderno azul · 2º Dia
Células solares à base de TiO2 sensibilizadas por corantes (S) são promissoras e poderão vir a substituir as células de silício. Nessas células, o corante adsorvido sobre o TiO2 é responsável por absorver a energia luminosa (hν), e o corante excitado (S*) é capaz de transferir elétrons para o TiO2. 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
Alternativas
Resolução
Ficha da Questão
- Matérias Necessárias: Química → eletroquímica; células solares sensibilizadas
- Nível: Difícil — acompanhar ciclo redox em célula DSSC
- Tema/Habilidade: Compreensão do papel do mediador redox
- Gabarito: B
Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando
- Comando reformulado: "Qual a função da reação 3 na célula solar sensibilizada?"
- Palavras-chave decisivas: TiO₂|S⁺ + I⁻ → TiO₂|S + I₃⁻
- Armadilha típica: marcar "promove oxidação do corante" (D) — é o oposto, regenera.
- O que a resposta precisa demonstrar: a reação 3 reduz o corante oxidado de volta à forma ativa.
Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais
- DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell): corante absorve luz, injeta elétron no TiO₂, fica oxidado.
- Mediador iodeto/triiodeto (I⁻/I₃⁻): carreia carga no eletrólito; iodeto reduz o corante oxidado.
- Regeneração do corante: fundamental para que o ciclo continue.
Passo 3 — Decodificação do Enunciado
- Evidência 1: S⁺ (corante oxidado) + I⁻ → S + I₃⁻ → iodeto doa elétron.
- Evidência 2: reação 4 regenera I⁻ no cátodo.
- Síntese: reação 3 regenera o corante.
Passo 4 — Resolução Completa
Subpasso 4.1 — Identificar a função
Regeneração do corante para novo ciclo fotoelétrico.
Subpasso 4.2 — Casar com alternativa
"Regenera o corante" = função central.
Subpasso 4.3 — Verificação
Redução de iodeto (A/E), garantir reação 4 (C), oxidação do corante (D) são errôneas.
Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas
A) reduz íons I⁻ a I₃⁻. ❌ I⁻ se oxida a I₃⁻, não reduz.
B) regenera o corante. ✅ Correta.
C) garante que a reação 4 ocorra. ❌ Reação 4 ocorre no cátodo.
D) promove a oxidação do corante. ❌ É a reação 2.
E) transfere elétrons para o eletrodo de TiO₂. ❌ É a reação 2.
Gabarito: B
Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova
- Reafirmação do gabarito: reação 3 = regeneração do corante pelo iodeto.
- Padrão de cobrança: células solares sensibilizadas são tema atual.
- Generalização: em ciclos eletroquímicos, cada reação tem papel específico.
- Dica de eliminação rápida: siga o fluxo do elétron para identificar regeneração.