ENEM - 2016 TEXTO I Biocélulas combustíveis são uma alternativa tecnológica para substituição das baterias…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar interesses, relações de poder e perspectivas de mundo nos discursos das diversas práticas de linguagem (artísticas, corporais e verbais), compreendendo criticamente o modo como circulam, constituem-se e (re)produzem significação e ideologias.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
ENEM - 2016 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 elétrico 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 + 7H+ + 8e– ? CH3COO– + 2H2O E°’ = -0,3 V O2 + 4H+ + 4e– ? 2H2O E°’ = 0,8V. 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? 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
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A diferença de potencial de uma biocélula é dada pela diferença entre o potencial do cátodo (redução) e o potencial do ânodo (redução, que aqui precisa ser invertido, pois ali ocorre oxidação). Fórmula: E da célula = E do cátodo - E do ânodo.
- No texto II, o cátodo é a redução do O2, com E°' = 0,8 V. O ânodo é a oxidação do acetato, que é o inverso da redução do CO2 com E°' = -0,3 V. Invertendo a semirreação, o potencial do ânodo passa a ser -(-0,3) = -0,3 V no cálculo da ddp.
- Potencial de uma biocélula = 0,8 - (-0,3) = 1,1 V.
- Para obter 4,4 V em série, somam-se as tensões: número de células = 4,4 / 1,1 = 4.
- Como 4 células já atingem exatamente 4,4 V, o número mínimo é 4, o que confirma a alternativa B, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (3) daria apenas 3,3 V; C (6) ignora a contribuição do ânodo e usa só 0,8 V; D (9) subtrai incorretamente 0,8 - 0,3 = 0,5 V; E (15) considera apenas o módulo de 0,3 V e ignora o cátodo.
💡 Dica: Calcule a diferença de potencial de uma célula e divida a tensão desejada pelo valor obtido.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente adotou uma ddp por célula maior que 1,1 V, como 1,5 V, e obteve 4,4 / 1,5 ≈ 3. Pode também ter arredondado o resultado de forma inadequada, sem verificar se 4 células já são suficientes.
Por que engana: Confundir o cálculo da diferença de potencial ou esquecer que as células estão ligadas em série somando as tensões.
Correta, pois 4 biocélulas em série geram 3,2 V, e mais 1 biocélula para atingir 4,4 V.
O aluno considerou apenas o potencial do cátodo (0,8 V) como tensão da célula e calculou 4,4 / 0,8 = 5,5, arredondando para 6. Ele não entendeu que a ddp depende da diferença entre os dois eletrodos.
O aluno subtraiu os potenciais sem inverter a semirreação do acetato, calculando 0,8 - 0,3 = 0,5 V. Com isso obteve 4,4 / 0,5 = 8,8, arredondado para 9. Ele não entendeu que, no ânodo, o sinal do potencial de redução é invertido.
O aluno ignorou o cátodo e usou apenas o módulo do potencial do acetato (0,3 V) como tensão da célula, obtendo 4,4 / 0,3 ≈ 15. Ele não percebeu que a ddp envolve os dois eletrodos.
Raio-X da questão
potencial eletroquímico e biocélulas
avaliacao
potencial padrão de eletrodo · reações de oxirredução
estude potenciais padrão e ligação de células em série
Confundir o cálculo da diferença de potencial ou esquecer que as células estão ligadas em série somando as tensões.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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