La resa quantica (Φ) si calcola dividendo il numero di molecole che reagiscono o la quantità di prodotto formato (P) per il numero di fotoni assorbiti (n) dal campione.
$$Φ =\frac{P}{n}$$
La resa quantica può variare da 0 a 1, dove una resa quantica pari a 1 indica che ogni fotone assorbito provoca una reazione chimica, mentre una resa quantica pari a 0 indica che non avviene alcuna reazione nonostante i fotoni vengano assorbiti. In alcuni casi è possibile una resa quantica maggiore di 1, come nel caso delle reazioni a catena in cui un singolo fotone può avviare una serie di reazioni, amplificando la formazione del prodotto.
Fattori che influenzano la resa quantica:
- Intensità della luce: Una maggiore intensità luminosa generalmente aumenta la resa quantica fino al raggiungimento di un plateau, oltre il quale la velocità di reazione viene limitata da altri fattori.
- Lunghezza d'onda della luce: La resa quantica può dipendere dalla lunghezza d'onda a causa delle specifiche caratteristiche di assorbimento dei reagenti e degli intermedi coinvolti nella reazione fotochimica.
- Temperatura: La temperatura può influenzare la resa quantica alterando la velocità delle reazioni concorrenti e la stabilità degli intermedi.
- Presenza di inibitori o catalizzatori: Impurezze, inibitori o catalizzatori possono influenzare la resa quantica interferendo con il percorso di reazione o alterando l'efficienza dell'utilizzo dei fotoni.
La resa quantica fornisce preziose informazioni sull'efficienza di una reazione fotochimica e viene utilizzata in vari campi come la fotochimica, la spettroscopia e la ricerca sulla fotosintesi per studiare i meccanismi fondamentali e ottimizzare l'efficienza dei processi guidati dalla luce.
