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.
Questão 92 da prova azul do segundo dia do Enem 2024
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).
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Qual das equações representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa CCM?
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As reações fornecidas são:
CH3COO- + 2 H2O → 2 CO2 + 7 H+ + 8 e-
4H+ + O2 + 4e- → 2H2O
Multiplicando a segunda reação por dois, para igualar os elétrons, temos:
CH3COO- + 2 H2O → 2 CO2 + 7 H+ + 8 e-
8H+ + 2 O2 + 8e- → 4H2O
Cortando reagentes e produtos iguais em reações diferentes, temos:
CH3COO- +2 O2 + H+ → 2 CO2 + 2 H2O