El rendimiento cuántico (Φ) se calcula dividiendo el número de moléculas que reaccionan o la cantidad de producto formado (P) por el número de fotones absorbidos (n) por la muestra.
$$Φ =\frac{P}{n}$$
El rendimiento cuántico puede variar de 0 a 1, donde un rendimiento cuántico de 1 indica que cada fotón absorbido da como resultado una reacción química, mientras que un rendimiento cuántico de 0 indica que no se produce ninguna reacción a pesar de que los fotones se absorben. En determinados casos es posible un rendimiento cuántico superior a 1, como en las reacciones en cadena en las que un solo fotón puede iniciar una serie de reacciones, amplificando la formación del producto.
Factores que afectan el rendimiento cuántico:
- Intensidad de la luz: Una mayor intensidad de la luz generalmente aumenta el rendimiento cuántico hasta que se alcanza una meseta, más allá del cual la velocidad de reacción queda limitada por otros factores.
- Longitud de onda de la luz: El rendimiento cuántico puede depender de la longitud de onda debido a las características de absorción específicas de los reactivos e intermedios involucrados en la reacción fotoquímica.
- Temperatura: La temperatura puede influir en el rendimiento cuántico al alterar las velocidades de reacciones competitivas y la estabilidad de los intermedios.
- Presencia de inhibidores o catalizadores: Las impurezas, inhibidores o catalizadores pueden afectar el rendimiento cuántico al interferir con la vía de reacción o alterar la eficiencia de la utilización de los fotones.
El rendimiento cuántico proporciona información valiosa sobre la eficiencia de una reacción fotoquímica y se utiliza en diversos campos, como la fotoquímica, la espectroscopia y la investigación de la fotosíntesis, para estudiar los mecanismos fundamentales y optimizar la eficiencia de los procesos impulsados por la luz.
