НЕСТРОГОСТЬ И ПРОТИВОРЕЧИВОСТЬ КЛАССИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ - СЛЕДСТВИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ

Карпухин О.Н.

Институт Химической Физики им. Н.Н. Семенова РАН

          В основе классического описания кинетики физико-химического превращения лежат три основных формализма: (1) закон действующих масс, (2) закон классической диффузии (закон Фика), (3) закон Аррениуса.

Все эти три формализма справедливы лишь в крайней асимптотике, когда ни химическое превращение, ни перемещение частиц не приводит к нарушению локальной однородности среды. В реальном процессе эта асимптотика нарушена в силу трех причин принципиально разной природы: (1) стерической, (2) энергетической и (3) релаксационной.

Акт физико-химического превращения нарушает стерическую, локальную, флуктуацию концентрации частиц, нарушая тем самым закон действующих масс (1). Выделение и поглощение энергии в акте физико-химического превращения нарушает энергетическую однородность среды и соответственно закон Аррениуса (2). Перемещение частиц в конденсированной среде нарушает локальную однородность структуры среды. Релаксационные процессы восстановления однородности структуры нарушают классические законы трансляционной подвижности частиц и соответственно законы действующих масс и классической диффузии (3).

В докладе обсуждается в основном третья проблема. Релаксационные процессы изменения локальной структуры среды делают процессы диффузии и химического превращения существенно немарковскими. Преодолеть такое усложнение описания процесса предлагается путем рассмотрения кинетики изменения распределения различных ситуаций, характеризующих различные варианты осуществления актов химического превращения и трансляционной подвижности. Возникающие при описании такой ситуационной кинетики проблемы иллюстрируются на примере ряда трансляционных процессов в полимерной матрице при температурах соответствующих b-переходам.

Предлагается обсудить ряд общих вопросов, связанных с данной проблемой: (1) современное состояние проблемы, степень строгости рассмотрения типовых ситуаций и типовых подходов и формализмов решения; (2) типовые подходы и формализмы; (3) типовые следствия нестрогости классического рассмотрения; (4) типовые перспективы приложения строгого рассмотрения кинетики к не физико-химическим проблемам (биологические объекты, теория эволюции, медицина, социология).