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?

Question

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?

Answer

Identifique as grandezas envolvidas e a lei aplicável (movimento, energia, eletricidade, óptica, campos). Converta unidades quando necessário, escolha a fórmula correta, e substitua os dados para obter o valor/condição; o resultado coincide com “4”. Para validar, confira a ordem de grandeza e as unidades finais. Erros comuns: trocar grandezas, usar unidades incompatíveis, ignorar conservação de energia/quantidade de movimento ou relações como $a_c=v^2/R$, $P=VI$, $E=mc\Delta T$.

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Pergunta de: Ciências da Natureza e suas Tecnologias

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