Questão 92 do Enem 2024: reação global da célula a combustível microbiana
Nos outros cadernos: amarelo 120 · verde 106 · cinza 127
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.

CH₃COO⁻ (aq) + 2 H₂O (l) → 2 CO₂ (g) + 7 H⁺ (aq) + 8 e⁻
4 H⁺ (aq) + O₂ (g) + 4 e⁻ → 2 H₂O (l)
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?
Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.
Resolução comentada
O que a questão pede
A reação global de uma pilha é a soma das duas semirreações, a do ânodo (onde há oxidação) e a do cátodo (onde há redução). A regra de ouro: antes de somar, o número de elétrons cedidos tem que ser igual ao de elétrons recebidos.
Igualando os elétrons
O ânodo libera 8 elétrons. O cátodo, do jeito que está escrito, recebe só 4. Então multiplicamos a semirreação do cátodo por 2:
- Ânodo: CH₃COO⁻ + 2 H₂O → 2 CO₂ + 7 H⁺ + 8 e⁻
- Cátodo (×2): 8 H⁺ + 2 O₂ + 8 e⁻ → 4 H₂O
Somando e cortando
Somando tudo, os 8 elétrons se cancelam. Depois cortamos o que aparece dos dois lados:
- H⁺: 8 do lado esquerdo e 7 do direito → sobra 1 H⁺ à esquerda;
- H₂O: 2 do lado esquerdo e 4 do direito → sobram 2 H₂O à direita.
Faz sentido: no fim das contas, a bactéria está “queimando” o acetato com oxigênio, e a pilha aproveita os elétrons que passam pelo fio no caminho.
Essa é a alternativa C.
C Gabarito: alternativa C
Por que as outras alternativas estão erradas
- A
Somou as semirreações sem igualar os elétrons: usou só 1 O₂, quando são necessários 2 para receber os 8 elétrons liberados pelo acetato. A equação nem fecha a conta dos átomos de oxigênio. (18,4% marcaram)
- B
É uma reação ao contrário: consome CO₂ e produz acetato. Na pilha, o acetato é o combustível, ele é consumido. (14,2% marcaram)
- D
Somou as duas semirreações como se o cátodo também liberasse O₂. O oxigênio é reagente no cátodo, não produto. (23,1% marcaram)
- E
Inverte a reação global: transforma CO₂ em acetato. Isso seria fotossíntese bacteriana, não uma pilha gerando eletricidade. (10,6% marcaram)
Raio-X da questão
Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.002.203 candidatos que fizeram a prova.
Em branco: 0,4% · Mais de uma marcada: 0,1%
Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.
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