Questão de Química sobre Eletroquímica e Células Galvânicas - enem 2024

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Ensino Médio

Células a combustível microbianas (CCM) são capazes de gerar eletricidade a partir de águas residuárias urbanas e agroindustriais. As CCM são compostas de duas câmaras. Numa delas, onde ocorre o tratamento da matéria orgânica, as bactérias eletrogênicas crescem formando um biofilme e se alimentam dos poluentes presentes no efluente. Ao se alimentarem, essas bactérias geram uma corrente elétrica que percorre o material sobre o qual elas formaram o biofilme. Um fio condutor externo possibilita a migração dessa corrente para uma segunda câmara, promovendo uma reação química. A figura esquematiza uma CCM e as reações envolvidas.

Esquema visual de uma Célula a Combustível Microbiana (CCM) formada por duas câmaras adjacentes (Ânodo à esquerda e Cátodo à direita) separadas por uma membrana central. No Ânodo, há a entrada de Matéria orgânica (CH3COO-) e saída de CO2. Os elétrons (e-) gerados no ânodo sobem e fluem por um fio externo em direção ao cátodo, enquanto íons H+ migram através da membrana para o cátodo. No Cátodo, ocorre a entrada de O2 e saída de H2O. Abaixo do desenho, são apresentadas as duas semirreações químicas do processo: 1) CH3COO- (aq) + 2 H2O (l) formando 2 CO2 (g) + 7 H+ (aq) + 8 e-; 2) 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4 e- formando 2 H2O (l).

QUINTO, A. C. Biobaterias geram eletricidade a partir de esgoto sanitário e efluentes agroindustriais. Disponível em: https://jornal.usp.br. Acesso em: 1 dez. 2021 (adaptado).

Qual das equações representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa CCM?

$CH_3COO^- (aq) + O_2 (g) \rightarrow 2 CO_2 (g) + 3 H^+ (aq)$

$CO_2 (g) + O_2 (g) + H^+ (aq) \rightarrow H_2O (l) + CH_3COO^- (aq)$

$CH_3COO^- (aq) + H^+ (aq) + 2 O_2 (g) \rightarrow 2 CO_2 (g) + 2 H_2O (l)$

$CH_3COO^- (aq) + 6 H_2O (l) \rightarrow 2 CO_2 (g) + 2 O_2 (g) + 15 H^+ (aq)$

$2 CO_2 (g) + 11 H^+ (aq) + O_2 (g) \rightarrow CH_3COO^- (aq) + 4 H_2O (l)$

Quer ver o gabarito comentado?

Não fique na dúvida! Desbloqueie a resolução detalhada e descubra por que a alternativa correta é a certa. Além dessa, você libera milhares de outras questões do ENEM, EMCCEJA e muito mais.

Questão de Química sobre Eletroquímica e Células Galvânicas - enem 2024

Qual das equações representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa CCM?

Quer ver o gabarito comentado?

Continue praticando: