Questão 2156731

• Banca: INEP
• Órgão: ENEM
• Ano: 2016
• Provas: INEP - 2016 - ENEM - Exame Nacional do Ensino Médio - Primeiro e Segundo Dia
• Disciplina: Química
• Assuntos: Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.; Transformações Químicas e Energia

TEXTO I

      Biocélulas combustíveis são uma alternativa tecnológica para substituição das baterias convencionais. Em uma biocélula microbiológica, bactérias catalisam reações de oxidação de substratos orgânicos. Liberam elétrons produzidos na respiração celular para um eletrodo, onde fluem por um circuito externo até o cátodo do sistema, produzindo corrente elétrica. Uma reação típica que ocorre em biocélulas microbiológicas utiliza o acetato como substrato.

AQUINO NETO, S. Preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/O₂. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 23 jun. 2015 (adaptado).

TEXTO II

      Em sistemas bioeletroquímicos, os potenciais padrão (E°) apresentam valores característicos. Para as biocélulas de acetato, considere as seguintes semirreações de redução e seus respectivos potenciais: 

            2 CO₂ + 7 H⁺ + 8 e^- → CH₃COO^- + 2 H₂O                               E°’ = -0,3 V

                 O₂ + 4 H⁺ + 4 e^- → 2 H₂O                                                   E°' = 0,8 V

SCOTT, K.; YU, E. H. Microbial electrochemical and fuel cells: fundamentals and applications. Woodhead Publishing Series in Energy, n. 88, 2016 (adaptado). 

Nessas condições, qual é o número mínimo de biocélulas de acetato, ligadas em série, necessárias para se obter uma diferença de potencial de 4,4 V?

• A. 3
• B. 4
• C. 6
• D. 9
• E. 15

Gabarito: B

Comentários

•    2 CO2 + 7 H+ + 8 e- → CH3COO- + 2 H2O                               E°’ = -0,3 V (menor capacidade de receber elétrons - sofre oxidação - ânodo)

           O2 + 4 H+ + 4 e- → 2 H2O                                                   E°' = 0,8 V (maior capacidade de receber elétrons - sofre redução - cátodo)

  0,8 - (-0,3) = 1,1

  1 - 1,1

  x - 4,4 -----------> x=4 moléculas

• Resposta B

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  Resulução     https://drive.google.com/file/d/0ByWz0stjcIsiTzdvbUVQN0liMWc/view?usp=sharing

• Primeiramente, temos que descobrir o valor de UMA biocélula.

  Como ele fala na pergunta de DIFERENÇA DE POTENCIAL (DDP) , a fórmula que usaremos será : Delta E= Emaior-Emenor

  DeltaE= 0,8- (-0,3) = 0,8+0,3 = 1,1V - DESCOBRIMOS O VALOR DE UMA BIOCÉLULA

  Porém, a questão quer saber quantas biocélulas de acetato obtém uma DDP de 4,4V

  Assim , faremos a seguinte comparação.

  Se uma biocélula tem DDP de 1,1V, quantas biocélulas vão ter 4,4 V?

  para resolver, basta fazer uma regra de três simples

  1 biocélula - 1,1V

  X biocélulas - 4,4V   realizando o cruzamento : 1,1X=4,4 --- X = 4,4\1,1 = 4 biocélulas

• cátodo: 2O2+8H*+8e-  ------------> 2H2O                                         E= 0,8

  anodo: CH3COO-  +  2H2O ---------------> 2CO2 + 7H + 8e-           E= 0,3

  Quando invertemos a equação, também invertemos o sinal do potencial.

  0,8+0,3= 1,1V

  1,1.4= 4,4V

• lembrei da questão do enem ppl 2015, 4 semireações

• Sempre pega-se o menor, inverte o sinal e soma. Para chegar a 4,4 em série é só somar a DDP até atingir o valor pretendido.

• Questão envolvendo associação de pilhas em série, onde foi dado os potenciais de redução. O candidato deveria observar que a espécie a se reduzir deveria ser detentora do maior potencial de redução, ou seja, o O2. Já o CO2 oxidaria e o seu potencial teria o sinal invertido. A ddp seria então 1,1 V (0,8 V + 0,3 V). Para fornecer a ddp de 4,4 teríamos que utilizar 4 pilhas em série.

  Letra B

• A questao em si é facil,porem eles colocam um texto grande(desnecessário,pois eles poderiam resumir)pra dar uma assustadinha