El origen del color en la naturaleza. Una introducción a la química ...

CAPÍTULO 8
Fotoquímica
bién se debe tener cuidado en el manejo de los sistemas eléctricos de la
lámpara, que generalmente funciona con alto voltaje.
Lámparas de tungsteno
Una lámpara de filamento de tungsteno de 200 a 1.000 W es
muy conveniente en síntesis fotoquímica si se requiere trabajar en el
rango de la luz visible o infrarrojo cercano. Este tipo de lámparas emiten
grandes cantidades de radiación infrarroja, por lo cual los aparatos
de reacción requieren de sistemas de enfriamiento. Pocas fuentes de
luz en el laboratorio pueden acercarse a la intensidad de la luz del sol
de verano y por tanto a las longitudes de onda sobre los 3.500 Å. Cabe
resaltar que muchas reacciones fotoquímicas pueden llevarse a cabo
simplemente exponiendo en recipiente de la reacción directamente a
la luz del sol.
8.2 Ley de Stark-Einstein
De manera general, el número de fotones absorbidos en un proceso
fotoquímico, es igual al número de moléculas que experimentan
una transición a un estado electrónico excitado, lo que vendría a ser
el enunciado de la Ley de Stark-Einstein (1905). Sin embargo, existen
ciertas circunstancias en las cuales esta ley es violada, tal es el caso de
los procesos que involucran una fuente láser. Un láser de alta potencia
aporta una densidad muy alta de fotones, por lo cual existe la posibilidad
de que una misma molécula sea golpeada simultáneamente por dos
fotones, lo que produciría una transición a un nuevo estado electrónico
que es producto de la absorción de dos fotones.
Ahora bien, partiendo del cumplimiento de la Ley de Stark-
Einstein podemos definir un parámetro importante en las reacciones
fotoquímicas, el rendimiento cuántico. El rendimiento cuántico de una
reacción (Φ χ
) se define como el número de moles de un producto X
formado, divido entre el número de fotones absorbidos. Si se mide la
velocidad de formación de la nueva especie X en moléculas por segundo,
lo que se representa como dN X
/dt y reconociendo que el número de
fotones absorbidos por segundo es equivalente a la intensidad de absorción
(I a
), entonces el rendimiento cuántico se puede expresar como:
136 E L O R I G E N D E L C O L O R E N L A N A T U R A L E Z A . . .