Экспериментально были получены изотермы адсорбции различных ПАВ. Все они имели одинаковую форму – имелся горизонтальный участок (рис. 6). Для веществ одного гомологического ряда все изотермы в пределе сливаются (рис. 7.). Это может быть при условии, что: 1) все молекулы гомологического ряда, независимо от длины углеводородной цепи, занимают на поверхности раздела фаз одинаковую площадь; 2) адсорбционный слой имеет толщину не более одной молекулы, т.е. мономолекулярный.
Уравнение Гиббса не описывает всю экспериментально полученную изотерму адсорбции. Напомним, что оно работает только при малых концентрациях ПАВ. Изотермы мономолекулярной адсорбции хорошо описывает уравнение Ленгмюра.
Уравнение Ленгмюра было выведено для адсорбции газа на твердой поверхности, но оно применимо и для описания адсорбции на границе раздела раствор ПАВ-воздух. Более того, именно для границы твердое тело-газ, для которой оно было выведено, чаще наблюдаются различного рода отклонения от ленгмюровской изотермы адсорбции.
Основные положения теории Ленгмюра будут приведены при рассмотрении адсорбции на твердой поверхности. В настоящей главе ограничимся только выводом уравнения.
Рассмотрим поверхность раздела жидкость-газ площадью 1 м2.
Пусть Q – площадь поверхности, занятая молекулами ПАВ;
(1-Q) – свободная площадь;
nа – число адсорбирующихся в единицу времени частиц (молекул);
nд – число десорбирующихся частиц.
При равновесии скорость адсорбции равна скорости десорбции, т.е.
nа = nд.
Скорость адсорбции пропорциональна доле свободной площади поверхностного слоя и концентрации ПАВ в растворе
nа = kас(1-Q),
скорость десорбции зависит только от доли площади поверхности, заполненной молекулами ПАВ:
nд = kдQ.
Тогда
kас(1-Q) = kдQ.
Решаем относительно Q:
.
Разделим числитель и знаменатель на kд:
,
kа/kд = k – константа адсорбционно-десорбционного равновесия,
. (3)
Установим связь между Q, Г и Гmax.
Площадь поверхностного слоя, заполненную молекулами ПАВ, можно найти как произведение площади, занимаемой одной молекулой ПАВ S0, на количество молекул в поверхностном слое N = nNa, где n – количество вещества в поверхностном слое, Na– число Авогадро, Na = 6,02×1023 моль-1.
Количество вещества, отнесенное к единице площади поверхностного слоя, есть адсорбция Г данного вещества. Поскольку при выводе уравнения рассматривается поверхностный слой площадью 1 м2, то n = Г. При насыщении поверхностного слоя молекулами ПАВ Q = 1 м2 n = Гmax.
При очень маленьких концентрациях ПАВ kc << 1, уравнение Ленгмюра принимает вид уравнения прямой и описывает прямолинейный участок изотермы адсорбции (до перегиба):
Г = Гmaxkc.
При больших концентрациях kc >> 1 и Г = Гmax – горизонтальный участок изотермы адсорбции.
Таким образом, в отличие от уравнения Гиббса, уравнение Ленгмюра описывает всю изотерму адсорбции.
Для нахождения констант Гmax и k уравнение Ленгмюра приводят к линейному виду. После линеаризации
где у = 1/Г, х = 1/с, 1/Гmax = a (свободный член), 1/(k Гmax) = b (угловой коэффициент)
Строят график в координатах 1/Г = f(1/с) (рис. 8). По графику определяют свободный член а и угловой коэффициент b (тангенс угла наклона tg a), по которым находят значения Гmax и k.
Зная предельную адсорбцию Гmax, можно рассчитать длину молекулы ПАВ l и площадь, занимаемую одной молекулой в насыщенном поверхностном слое S0.
На поверхности раздела фаз площадью 1 м2 находится ГmaxNа молекул поверхностно-активного вещества.
В состоянии плотнейшей упаковки, соответствующем насыщенному поверхностному слою, эти частицы занимают площадь ГmaxNаS0 = 1.
Поэтому
Объем насыщенного поверхностного слоя, соответствующий площади 1 м2, равен, с одной стороны, Гmax×М/r и 1×l – с другой. Последнее утверждение правильно, если принять, что толщина поверхностной зоны равна длине молекулы l. В этом случае выполняется равенство
,
где М – молярная масса ПАВ; r – плотность поверхностно-активного вещества.
При малых концентрациях ПАВ расчет адсорбции по уравнениям Гиббса и Ленгмюра дает близкие результаты, т.е. правые части этих уравнений можно приравнять:
,
.
Интегрируя в определенных пределах от 0 до с и от s0 до s, получим:
.
Сопоставляя полученное уравнение с уравнением Шишковского (1), легко установить связь между константами двух уравнений:
B = ГmaxRT,
а константа k в уравнениях Шишковского и Ленгмюра – это константа адсорбционно-десорбционного равновесия.
Тема Организация процесса управления
Сущность и содержание процесса управления. Целеполагание и распределение операций в процессе управления. Организация процесса управления. Выбор наилучшего варианта и принятие решения. Организация процесса управления в системе таможенных органов. Подготовка, принятие и реализация решений в таможенных органах.
Цели:
-сформировать четкое представление об организации процесса управления в системе таможенных органов, како необходимой последовательности выполнения различных циклов этого процесса, таких как, операции, временные границы операций и т.д.;
Задачи:
- рассмотреть четкую последовательность принятия решений.
- рассмотреть понятия цикла управления (включающего этапы);
- рассмотреть понятия стадий и фаз управления;
- уметь различать управленческие решения (стандартные и нестандартные);
- изучить последовательность подготовки, принятия и реализации решений в системе таможенных органов.
- уметь различать управленческие решения (стандартные и нестандартные);
- изучить последовательность подготовки, принятия и реализации решений в системе таможенных органов.
Важным компонентом системы управления является процесс управления. Процесс управления – это деятельность объединенных в систему субъектов управления (линейных и функциональных руководителей, а также другого управленческого персонала), направленная на смену качественных состояний управляемого объекта, на достижение целей коллектива путем реализации определенных функций с использованием соответствующих методов и принципов управления.
Процесс управления отличается специфическим содержание, в котором выделяются аспекты: методологический, функциональный, экономический, организационный, социальный и информационный.
Методологический аспект состоит в том, что процесс управления реализуется по этапам в определенной последовательности: целеполагание, оценка ситуации, определение проблемы, выработка управленческого решения.
Цель– это представление руководителя таможенного органа о том, какой должна быть управляемая система.
Управленческая ситуация – это совокупность всех условий (внутренних и внешних, объективных и субъективных) в конкретной сфере управления, сложившихся в определенное время и требующих соответствующих действий руководителя.
Управленческие ситуации бывают простыми и сложными; хорошо просматриваемыми и с трудом поддающимися анализу; требующими кратковременных, долгосрочных, глобальных, частичных, комплексных действий или разовых мер.
Проблема – это основное противоречение между ситуацией и целью. Разрешение основного противоречия автоматически ведет за собой разрешение всех остальных противоречий. Формулировка проблемы определяет выработку решения.
Выработка управленческого решения – это поиск путей разрешения проблемы, а также организационная работа, связанная с практической реализацией найденного пути.
Функциональный аспект – это реализация общих функций управления в определенной последовательности.
Экономический аспект определяется деятельностью управленческой системы, связанной с установлением потребности ресурсов управляемой системы и оценкой их использования.
Организационный аспект заключается в использовании организационно-распорядительных методов воздействия на управляемую системы в последовательности: регламентирование, инструктирование и ответственность.
Социальный аспект процесса управления определяется участием человека во всех его этапах, независимо от той или иной степени автоматизации управления.
Информационный аспект состоит в определенной последовательности операций по преобразованию информации в процессе управления (поиск, сбор, сортировка, первичная обработка и передача информации).
Все множество операций, присущих процессу управления, можно сгруппировать следующим образом: операции целеполагание; операции информационной работы; операции аналитической работы и проектирования вариантов решения; операции выбора варианта действия; операции организационно-практической работы.
Распределение операций по этапам управления и названным группам приведено в таблице.
.
,
. (3)
.
. (4)
Строят график в координатах 
,
,
.
.