A fotólise é a decomposição ou dissociação de compostos químicos causada pela luz ou pela radiação ultravioleta.
As reações fotolíticas envolvem frequentemente radicais livres, sendo o primeiro passo a fissão homolítica (sem formação de íons) da ligação química.
A fotólise é uma técnica usada para estudar reações de radical livre em gases. A montagem usada é constituída normalmente por um copo longo ou tubo de quartzo que contém o gás, com uma lâmpada fora do tubo adequada para a produção de um flash intenso de luz. A luz dissocia as moléculas na amostra, formando-se radicais livres, que podem ser detectados espetroscopicamente por um feixe de luz que atravessa o eixo do tubo.
Uma das reações químicas mais importantes em que as plantas com clorofila se decompõem sob a ação da luz é a fotossíntese. Na fase luminosa da fotossíntese, a água existente nos cloroplastos, por ação da luz, decompõe-se em oxigênio e hidrogênio. A esta reação dá-se o nome de fotólise da água.
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