Die Chemie (bzw. der Chemieunterricht) befasst sich im Rahmen von chemischen Reaktionen nicht nur mit quantitativen Aussagen (“welche Menge an Reaktionsprodukt entsteht), sondern auch mit qualitativen Aussagen (“wie schnell läuft eine chemische Reaktion ab”). Das Teilgebiet, das sich mit dem zeitlichen Verlauf von Reaktionen beschäftigt, wird als “Kinetik” bezeichnet und gehört zur Physikalischen Chemie.
Im Rahmen der Allgemeinen Chemie geht es nicht um eine genaue Aussage bzw. Berechnung von Reaktionsgeschwindigkeiten. Hierbei soll ein einfacher qualitativer Zusammenhang zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Reaktionstemperatur “erlernt” werden. Die Aussage “je höher die Temperatur bei einer Reaktion ist, desto schneller verlauft diese chemische Reaktion” ist aber dann doch etwas zu wenig. Die in der Allgemeinen Chemie verwendete Regel ist die sogenannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel, nach dem “Entdecker” wird diese Regel auch als van’t Hoff-Regel bezeichnet). Diese (Fast)regel besagt, dass sich bei einer Temperaturerhöhung von 10 K die Reaktionsgeschwindigkeit (im Durchschnitt) verdoppelt und beschreit daher den Zusammenhang der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion und der Temperatur.
Die RGT-Regel ist keine Gesetzmäßigkeit und auch keine feststehende -immer gülitige- Regel, auch wenn sie prinzipiell für chemische Reaktionen anwendbar ist (auch bei biologischen Prozessen). Dies liegt daran, dass die RGT-Regel nur in bestimmten Temperaturen gute Vorhersagen ermöglicht. So liegt der Gültigkeitsbereich der RGT-Regel bei biochemischen zw. physiologischen Prozessen bei -10°C bis + 50°C (enzymatischen Reaktionen). Bei den “restlichen” Reaktionen liegt der Gültigkeitsbereich der RGT-Regel etwa im Bereich -50°C bis + 250°C. Auch hier gilt natürlich als Voraussetzung, dass sich die Ausgangsstoffe bei diesem Temperaturbereich nicht zersetzen oder entzünden (Flammpunkt).
Die RGT-Regel steht für Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel. Sie beschreibt den Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion.
Die mathematische Ausdruck der RGT-Regel ist: k = A * e^(-Ea/RT), wobei k die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante, A der präexponentielle Faktor, Ea die Aktivierungsenergie, R die allgemeine Gas Konstante und T die absolute Temperatur ist.
Nach der RGT-Regel erhöht eine Erhöhung der Temperatur die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion.
Die Aktivierungsenergie ist die Energie, die benötigt wird, um eine chemische Reaktion zu starten.
Wenn die Temperatur um 10°C erhöht wird, verdoppelt sich etwa die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion gemäß der RGT-Regel.
Der präexponentielle Faktor A in der RGT-Regel ist eine Konstante, die die Anzahl der effektiven Kollisionen zwischen den Reaktanden pro Zeiteinheit darstellt.
Die Größe der Aktivierungsenergie hängt von der Natur der reagierenden Stoffe und der Art der chemischen Bindung ab.
Wenn die Temperatur sinkt, verringert sich die Reaktionsgeschwindigkeit gemäß der RGT-Regel.
Eine hohe Aktivierungsenergie verringert die Reaktionsgeschwindigkeit, da mehr Energie benötigt wird, um die Reaktion zu starten. Das bedeutet, dass bei einer hohen Aktivierungsenergie die Reaktionsgeschwindigkeit langsamer ist.
Die RGT-Regel findet Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der Chemie, Biochemie und Lebensmitteltechnologie um die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen vorherzusagen und zu beeinflussen.