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RGT-Regel

Eine von dem niederländischen Chemiker Jacobus Henricus VAN'T HOFF 1884 aufgestellte Regel, nach der die Reaktionsgeschwindigkeit (RG) chemischer und biochemischer Prozese durch Temperaturerhöhung (T) beschleunigt werden. Nach der RGT-Regel nimmt die Geschwindigkeit einer solchen Reaktion um das Zwei- bis Vierfache zu, wenn die Temperatur um 10 Grad Celsius erhöht wird.

Allerdings gilt die RGT-Regel nur in einem recht eng begrenzten Temperaturbereich. Für biochemische Prozesse ist dieser Gültigkeitsbereich sogar sehr eng und liegt um 20 ºC (ca. 0 ºC bis 60 ºC). Bei rein chemischen Prozessen ist dieser Bereich größer; verlässliche Angaben dazu findet man leider nicht, aber man kann wohl von einem Bereich zwischen -50 ºC und ca. 300 ºC ausgehen, in dem die RGT-Regel anwendbar ist.

Die Ursache für die Beschleunigung chemischer Reaktion mit der Erhöhung der Temperatur liegt in der Kinetik chemischer Reaktionen, welche durch die Stoßtheorie sehr gut und anschaulich beschrieben wird.

Danach müssen chemische Teilchen der Ausgangsstoffe zusammenstoßen, wenn es zu einer Reaktion kommen soll. Dabei gibt es erfolgreiche Stöße und nicht erfolgreiche Stöße. Ein Zusammenstoß ist dann erfolgreich, wenn er energiereich genug war ("genug Wumms hatte"). Die bei einem solchen Stoß freigesetzte Energie hängt unter anderem von der Geschwindigkeit der Teilchen ab. Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Teilchen in einer Flüssigkeit oder einem Gas, und je schneller sich die Teilchen bewegen, desto mehr kinetische Energie besitzen sie. Daher führt eine Erhöhung der Temperatur zu einer Zunahme der Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen, und der Anteil der erfolgreichen Stöße vergrößert sich. So nimmt auch die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion zu.

Bei biologischen Prozessen sind die Grenzen einer solchen Geschwindigkeitszunahme allerdings recht eng gesetzt, da fast alle biochemischen Prozesse durch Enzyme katalysiert werden, die ab 45 ºC anfangen, zu denaturieren. Nach unten hin ist bei biochemischen Prozessen die Gültigkeit der RGT-Regel durch den Gefrierpunkt des Wassers begrenzt, da in einer eingefrorenen Zelle so gut wie gar keine biochemischen enzymkatalysierten Vorgänge ablaufen können.

Interne Links

Stoßtheorie (Chemie EF)