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Ciências da Natureza

Questão de Química · ENEM 2024

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 de duas câmaras separadas por membrana. No ânodo, à esquerda, entra matéria orgânica, CH₃COO⁻, e sai CO₂. Íons H⁺ atravessam a membrana para a direita. Elétrons percorrem o fio externo do ânodo ao cátodo. No cátodo, entra O₂ e sai H₂O. Reações: CH₃COO⁻ aquoso mais 2 H₂O líquidos produz 2 CO₂ gasosos, 7 H⁺ aquosos e 8 elétrons. 4 H⁺ aquosos mais O₂ gasoso e 4 elétrons produz 2 H₂O líquidos.

CH3COO− (aq) + 2 H2O (I) → 2 CO2 (g) + 7 H+ (aq) + 8 e−

4 H+ (aq) + O2 (g) + 4 e− → 2 H2O (I)

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?

Fonte: INEP — ENEM 2024, 2º dia, caderno azul, questão 92

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