Os bafômetros (etilômetros) indicam a quantidade de álcool, C2H6O (etanol), presente no organismo de uma pessoa através do ar expirado por ela. Esses dispositivos utilizam células a combustível que funcionam de acordo com as reações químicas representadas:
Na reação global de funcionamento do bafômetro, os reagentes e os produtos desse tipo de célula são:
A) o álcool expirado como reagente; água, elétrons e H+ como produtos.
B) o oxigênio do ar e H+ como reagentes; água e elétrons como produtos.
C) apenas o oxigênio do ar como reagente; apenas os elétrons como produto.
D) apenas o álcool expirado como reagente; água, C2H4O e H+ como produtos.
E) o oxigênio do ar e o álcool expirado como reagentes; água e C2H4O como produtos
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
Eletroquímica, Reações de oxirredução, Aplicações químicas (bafômetro).
📝 Tema/Objetivo Geral:
Analisar as reações envolvidas no funcionamento de um bafômetro e identificar corretamente seus reagentes e produtos globais.
📊 Nível da Questão:
Fácil — exige apenas a interpretação da reação global, somando duas semirreações.
🎯 Gabarito:
E) o oxigênio do ar e o álcool expirado como reagentes; água e C₂H₄O como produtos.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📄 A questão apresenta as equações das semirreações que ocorrem no funcionamento do bafômetro, onde álcool etílico (etanol) é oxidado e o oxigênio do ar é reduzido.
📌 O enunciado quer saber quais são os reagentes e produtos da reação global, ou seja, após o cancelamento das espécies intermediárias.
📌 O que está sendo pedido?
Determinar corretamente os reagentes iniciais e produtos finais da reação global do bafômetro.
🎯 Objetivo cristalino: Somar as equações de oxidação e redução, eliminando os intermediários (H⁺ e elétrons), para identificar os reagentes e produtos efetivos da célula.
❓ Você percebeu que H⁺ e elétrons são intermediários que devem ser cancelados na equação global?
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
🔋 Célula combustível do bafômetro:
Funciona com duas semirreações:
(I) Oxidação do etanol:
C₂H₆O(g) → C₂H₄O(g) + 2 H⁺(aq) + 2 e⁻
(II) Redução do oxigênio:
½ O₂(g) + 2 H⁺(aq) + 2 e⁻ → H₂O(l)
📎 Quando somamos as duas reações:
- Os 2 H⁺ e os 2 e⁻ aparecem em ambos os lados → se cancelam
- Resultado:
C₂H₆O(g) + ½ O₂(g) → C₂H₄O(g) + H₂O(l)
✅ Isso é a reação global da célula combustível.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📄 O texto esclarece que os íons H⁺ e os elétrons são intermediários, usados em uma etapa e consumidos na outra.
🔍 Portanto, a equação que representa a reação real no bafômetro é:
C₂H₆O (álcool expirado) + ½ O₂ (oxigênio do ar) → C₂H₄O (acetaldeído) + H₂O
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 Nenhum cálculo é necessário — o raciocínio está na eliminação dos intermediários e identificação dos compostos presentes antes e depois da reação.
✔ Reagentes reais:
- Etanol (álcool expirado)
- Oxigênio do ar
✔ Produtos finais:
- Acetaldeído (C₂H₄O)
- Água (H₂O)
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
A) o álcool expirado como reagente; água, elétrons e H⁺ como produtos.
❌ Elétrons e H⁺ são intermediários, não aparecem na reação global.
B) o oxigênio do ar e H⁺ como reagentes; água e elétrons como produtos.
❌ Também inclui intermediários (H⁺ e elétrons).
C) apenas o oxigênio do ar como reagente; apenas os elétrons como produto.
❌ Incompleto e incorreto — não considera o etanol nem os produtos corretos.
D) apenas o álcool expirado como reagente; água, C₂H₄O e H⁺ como produtos.
❌ H⁺ é intermediário, e falta o oxigênio como reagente.
E) o oxigênio do ar e o álcool expirado como reagentes; água e C₂H₄O como produtos.
✅ Correta. Corresponde exatamente à reação global após o cancelamento dos intermediários.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
✅ A equação global do bafômetro mostra que o etanol expirado e o oxigênio do ar reagem, formando acetaldeído e água como produtos. Os íons H⁺ e os elétrons apenas participam do processo internamente, mas não aparecem na equação global.
🔍 Resumo Final:
A reação global do bafômetro tem como reagentes o etanol e o oxigênio, e como produtos o acetaldeído e a água.
Alternativa correta: E.
