Le rendement quantique (Φ) est calculé en divisant le nombre de molécules qui réagissent ou la quantité de produit formé (P) par le nombre de photons absorbés (n) par l'échantillon.
$$Φ =\frac{P}{n}$$
Le rendement quantique peut varier de 0 à 1, où un rendement quantique de 1 indique que chaque photon absorbé entraîne une réaction chimique, tandis qu'un rendement quantique de 0 indique qu'aucune réaction ne se produit malgré l'absorption des photons. Un rendement quantique supérieur à 1 est possible dans certains cas, comme dans les réactions en chaîne où un seul photon peut initier une série de réactions, amplifiant la formation du produit.
Facteurs affectant le rendement quantique :
- Intensité lumineuse : Une intensité lumineuse plus élevée augmente généralement le rendement quantique jusqu'à ce qu'un plateau soit atteint, au-delà duquel la vitesse de réaction est limitée par d'autres facteurs.
- Longueur d'onde de la lumière : Le rendement quantique peut dépendre de la longueur d’onde en raison des caractéristiques d’absorption spécifiques des réactifs et des intermédiaires impliqués dans la réaction photochimique.
- Température : La température peut influencer le rendement quantique en modifiant les vitesses des réactions concurrentes et la stabilité des intermédiaires.
- Présence d'inhibiteurs ou de catalyseurs : Les impuretés, les inhibiteurs ou les catalyseurs peuvent affecter le rendement quantique en interférant avec le chemin de réaction ou en altérant l'efficacité de l'utilisation des photons.
Le rendement quantique fournit des informations précieuses sur l’efficacité d’une réaction photochimique et est utilisé dans divers domaines tels que la recherche en photochimie, en spectroscopie et en photosynthèse pour étudier les mécanismes fondamentaux et optimiser l’efficacité des processus induits par la lumière.
