Resposta: D
A equação de Nernst para esta meia-célula é dada por: E = E° - (RT/nF) * ln([Cu²⁺]/[Cu(s)]). Em condições padrão de 25 °C, a equação simplifica para: E = E° - (0,0592/n) * log([Cu²⁺]). Substituindo os valores: E = +0,34 V - (0,0592/2) * log(0,01). E = +0,34 V - (0,0296) * (-2). E = +0,34 V + 0,0592. E ≈ +0,40 V. Espera-se um erro, vamos recalcular: E = +0,34 V - (0,0592/2) * log(0,01) = +0,34 V - 0,0296 * (-2) = +0,34 V + 0,0592 = 0,3992 V. Refazendo com atenção a simplificação logarítmica: E = +0,34 V - (0,0592/2) * log(10⁻²) = +0,34 V - (0,0296) * (-2) = +0,34 V + 0,0592. Há um erro na minha derivação mental. A concentração de íons diminui, o que deveria favorecer a redução e tornar o potencial mais positivo. Vamos usar a fórmula: E = E° - (0,0592/n) * log(1 / [Cu²⁺]). Não, a fórmula correta é E = E° - (0,0592/n) * log([Cu²⁺]). Então: E = +0,34 V - (0,0592/2) * log(0,01) = +0,34 V - 0,0296 * (-2) = +0,34 V + 0,0592 = +0,3992 V. Percebo que o cálculo original de +0,22 V está incorreto, e minhas revisões levam a +0,3992 V. A alternativa mais próxima se eu tivesse cometido um erro de sinal no logaritmo seria +0,34 - 0,0592 = +0,2808 V. Se o produto fosse favorecido: E = +0,34 + 0,0592 = +0,3992 V. Se a concentração fosse 10 M: E = +0,34 - 0,0296 * log(10) = +0,34 - 0,0296 = +0,3104 V. Se a concentração fosse 0.1 M: E = +0,34 - 0,0296 * log(0.1) = +0,34 - 0,0296 * (-1) = +0,34 + 0,0296 = +0,3696 V. A alternativa 'B' (+0.28 V) seria obtida se usássemos E = E° - (0.0592/n) * log([Cu²⁺]), mas com o sinal trocado na contribuição do logaritmo, ou seja, se o termo de correção fosse subtraído e não somado, o que não é o caso. Vamos refazer o cálculo de forma explícita, verificando as convenções. A equação de Nernst é geralmente escrita como: E = E° - (RT/nF)ln(Q). Para a meia-celula Cu²⁺ + 2e⁻ -> Cu, Q = 1/[Cu²⁺]. Assim, E = E° - (0.0592/2)log(1/[Cu²⁺]) = E° + (0.0592/2)log([Cu²⁺]). Isso é o contrário do que eu estava aplicando. A convenção mais comum para a equação de Nernst, quando se escreve a redução, é: E = E° - (0.0592/n)log( [produtos não-aquosos]/[reagentes não-aquosos] ). No caso da meia-célula Cu²⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ Cu(s), os reagentes são Cu²⁺ e elétrons, e o produto é o cobre sólido. A expressão de reação Q é [Cu(s)] / [Cu²⁺(aq)]. Como o cobre sólido tem atividade unitária, Q = 1 / [Cu²⁺]. Portanto, E = E° - (0,0592/2) * log(1/[Cu²⁺]). Como log(1/x) = -log(x), temos: E = E° + (0,0592/2) * log([Cu²⁺]). Aplicando os valores: E = +0,34 V + (0,0592/2) * log(0,01). E = +0,34 V + (0,0296) * (-2). E = +0,34 V - 0,0592. E = +0,2808 V. Portanto, a alternativa correta é a B. A explicação inicial estava incorreta na manipulação do logaritmo e na atribuição do sinal. A concentração de íons Cu²⁺ mais baixa (0,01 M em vez de 1 M) favorece a reação inversa (oxidação), o que deveria deslocar o equilíbrio para a esquerda, tornando o potencial da meia-célula de redução menos positivo, ou seja, mais baixo. O cálculo E = +0,34 V - 0,0592 = +0,2808 V está correto.