O que é uma célula a combustível microbiana (CCM)?

É um dispositivo que utiliza microrganismos para converter energia química de substratos orgânicos em energia elétrica.

Qual papel do ânodo em uma CCM?

No ânodo, ocorre a oxidação do substrato orgânico (como o etanol), liberando elétrons e prótons.

O que ocorre no cátodo de uma CCM?

No cátodo, o oxigênio é reduzido, geralmente formando água ao receber elétrons e prótons vindos do ânodo.

Por que o balanceamento de equações é importante em reações de CCM?

Para garantir a conservação de massa e carga, refletindo corretamente o processo químico real.

Como as CCMs contribuem para o tratamento de efluentes?

Elas degradam compostos orgânicos presentes nos resíduos, reduzindo a carga poluente enquanto geram eletricidade.

Por que não aparecem elétrons na equação global da CCM?

Porque os elétrons são intermediários do processo eletroquímico e não aparecem nos reagentes ou produtos finais da reação global.

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Questão — Em células a combustível microbianas (CCM), bactérias eletrogênicas realizam a oxidação do etanol no ânodo e a redução do oxigênio no cátodo, promove…

DIMVS 2026

Média Referência ENEM - 2024 - Questão 92

Em células a combustível microbianas (CCM), bactérias eletrogênicas realizam a oxidação do etanol no ânodo e a redução do oxigênio no cátodo, promovendo a geração de corrente elétrica e o tratamento de efluentes. Considerando essa informação, qual é a equação global correta que representa o processo de oxidação do etanol em uma CCM?

Qual das alternativas abaixo corresponde corretamente à reação global da oxidação do etanol em uma CCM?

Resolução

Resposta correta: Letra A — C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

A questão aborda o funcionamento das células a combustível microbianas (CCM), que utilizam bactérias para oxidar o etanol no ânodo e reduzir o oxigênio no cátodo, gerando eletricidade e tratando efluentes. Para resolver, é preciso conhecer as reações de oxidação completa do etanol ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$) e de redução do oxigênio ($\text{O}_2$), além de saber balancear equações químicas. O etanol é completamente oxidado a dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) e água ($\text{H}_2\text{O}$). A equação global correta deve mostrar a conversão de 1 mol de etanol em 2 mols de $\text{CO}_2$ e 3 mols de $\text{H}_2\text{O}$, usando 3 mols de oxigênio como reagente. O passo a passo envolve: 1) Escrever a reação de oxidação do etanol: $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$; 2) Conferir o balanceamento de átomos de C, H e O; 3) Comparar com as alternativas. Assim, a alternativa A é a correta.

Comentários por alternativa

A C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

A alternativa A está correta porque apresenta a equação global balanceada da oxidação completa do etanol: $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$. Todos os átomos estão devidamente balanceados e representa o processo real que ocorre na CCM.
B C2H5OH + 2O2 → 2CO2 + 3H2O

A alternativa B está errada porque utiliza apenas 2 mols de oxigênio, o que não é suficiente para oxidar completamente o etanol a 2 mols de $\text{CO}_2$ e 3 mols de $\text{H}_2\text{O}$. O balanceamento do oxigênio está incorreto.
C C2H5OH + O2 → 2CO2 + 3H2O + 2e⁻

A alternativa C está errada porque apresenta um número incorreto de oxigênios e adiciona elétrons ($2e^-$) no produto, o que não corresponde à reação global (os elétrons são intermediários no processo, não aparecem na equação global).
D C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

A alternativa D está errada porque, apesar de usar 3 mols de oxigênio, produz apenas 2 mols de água, o que não condiz com a oxidação completa do etanol. O hidrogênio não está balanceado corretamente.
E C2H5OH + 3O2 → 3CO2 + 3H2O

A alternativa E está errada porque indica a formação de 3 mols de $\text{CO}_2$, o que não é possível a partir de 1 mol de etanol (que possui apenas 2 átomos de carbono).

Flashcards

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1. O que é uma célula a combustível microbiana (CCM)?: É um dispositivo que utiliza microrganismos para converter energia química de substratos orgânicos em energia elétrica.
2. Qual é a reação global da oxidação completa do etanol em CCMs?: $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$.
3. Qual papel do ânodo em uma CCM?: No ânodo, ocorre a oxidação do substrato orgânico (como o etanol), liberando elétrons e prótons.
4. O que ocorre no cátodo de uma CCM?: No cátodo, o oxigênio é reduzido, geralmente formando água ao receber elétrons e prótons vindos do ânodo.
5. Por que o balanceamento de equações é importante em reações de CCM?: Para garantir a conservação de massa e carga, refletindo corretamente o processo químico real.
6. Como as CCMs contribuem para o tratamento de efluentes?: Elas degradam compostos orgânicos presentes nos resíduos, reduzindo a carga poluente enquanto geram eletricidade.
7. Por que não aparecem elétrons na equação global da CCM?: Porque os elétrons são intermediários do processo eletroquímico e não aparecem nos reagentes ou produtos finais da reação global.

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