Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma célula eletroquímica que usa glicose como combustível para gerar eletricidade (figura ao lado)

UNICAMP 2022 (2ª fase) - QUESTÃO 22 Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma célula eletroquímica que usa glicose como combustível para...

UNICAMP 2022 (2ª fase) - QUESTÃO 22

Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma célula eletroquímica que usa glicose como combustível para gerar eletricidade (figura ao lado).

Na célula usam-se enzimas adsorvidas em eletrodos de papel, onde ocorrem as reações que geram a corrente elétrica. O eletrodo da esquerda é previamente mergulhado em solução de glicose (𝟐𝟎 X 𝟏𝟎⁻³ mol/L) e, depois de retirado dessa solução, a célula está pronta para funcionar. No seu funcionamento (no gráfico, no campo de resposta), observa-se uma queda da corrente ao longo do tempo, um reflexo da diminuição da concentração da glicose.

Assim, para efeito de cálculo, pode-se considerar que a intensidade da corrente elétrica é diretamente proporcional à concentração de glicose. 

a) Imagine uma situação em que esta célula eletroquímica esteja inserida diretamente na corrente sanguínea de um indivíduo saudável, cuja concentração de glicose é 90 mg/dL. No gráfico do espaço de resposta, esboce a curva da corrente em função do tempo, produzida pela célula nesta situação. Construa a curva, usando argumentos quantitativos, e justifique seu formato. 

b) Com base nas informações do gráfico disposto no espaço de resposta, calcule a quantidade, em mol de glicose, que foi consumida durante as primeiras 3 horas de funcionamento. 

Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol. Constante de Faraday: 96500 C/moL (1 C = Aꞏs)

QUESTÃO ANTERIOR:

- Analise os cartoons a seguir antes de responder às questões em a) e b).

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) Cálculo da concentração em mol/L da glicose na corrente sanguínea.

Admitindo que o indivíduo nessas 8 horas não se alimentou, a concentração da glicose vai diminuir devido à oxidação que ocorre na célula.

A concentração da glicose (5 . 10–3 mol/L) na corrente sanguínea é  da concentração da solução da glicose fornecida (20 . 10⁻³ mol/L) Como a intensidade da corrente elétrica é diretamente proporcional à concentração da glicose, temos:

Se a concentração de glicose ficar constante até 8h teríamos um patamar a partir de 20 μA conforme o gráfico a seguir:

b) A corrente elétrica média no intervalo 0 a 3h é igual a 

PRÓXIMA QUESTÃO:

- O órgão Hammond, instrumento eletromecânico inventado por Laurens Hammond e John Hanert em 1935, como alternativa aos órgãos de tubos em igrejas, rapidamente tornou-se popular entre músicos de jazz e de outros gêneros musicais.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova UNICAMP 2022 (2ª fase) com Resolução