Жизнь замечательных устройств

В 1922 году Дин Перешёл на работу в компанию Standard Oil, где с коллегами разработал такой способ характеристики нефти, как индекс вязкости. Хотя этот параметр эмпирический и предложить ему какое-то теоретическое обоснование невозможно, он используется и в современной нефтяной промышленности. Перейдя в 1930-е годы от анализа нефти в полевых условиях в лабораторию компании, Дин жил спокойной и размеренной жизнью обитателя пригорода, его романтическое приключение со времен преподавания в колледже так и осталось единственной любовью на всю жизнь — вместе с женой Дин воспитывал двух сыновей и двух дочерей. Он подал в отставку в 1953 году и спустя шесть лет умер. Старк тоже бросил работу госструктуре и перешел на работу в нефтяную промышленность, но почти до самой отставки продолжал работать непосредственно на месторождениях. Он скончался в Лос-Анжелесе в 1979 году.

Ловушка Дина-Старка до сих пор используется в лабораториях. Она может применяться как аналитический инструмент — и для определения содержания воды в нефти (по соответствующему ГОСТу), и для выяснения влажности продающихся в аптеках растительных сборов (по соответствующей статье Государственной Фармакопеи РФ). Но не только аналитики используют ловушку Дина-Старка. Если синтетик хочет получить какое-то вещество с помощью конденсации — реакции, протекающей с выделением воды, — ловушка Дина-Старка позволяет и получить хороший выход целевого продукта (собираясь в ловушке, вода не попадает в реакционную смесь и не может гидролизовать продукт, тем самым смещается равновесие), и понять, когда реакция завершилась. Тем самым нормальный химик может заранее просчитать, сколько воды должно выделиться в процессе реакции, а измерение объёма воды позволит ответить на стандартный студенческий вопрос: «А долго еще синтез будет идти?». Есть только одна проблема с ловушками Дина-Старка: в неумелых руках они часто бьются, причем разбивается наиболее тонкостенная часть — градуированная пробирка. Починить её, конечно, можно — даже не прибегая к помощи профессионального стеклодува, любой химик, освоивший базовые навыки работы с изготовлением пипеток и капилляров на стеклодувной горелке с этим делом справится. Но после починки ловушка уже перестает быть аналитическим устройством — градуировка в процессе починки искажается, восстановленная ловушка Дина-Старка может использоваться только в синтезе, да и там о завершённости реакции приходится судить уже не по количеству выделившейся воды, а следя за тем, когда уровень водяного конденсата прекратит изменяться.

1936. Вискозиметр Уббелоде

Многие из нас предполагают, что на интуитивном уровне понимают, что такое вязкость, и даже могут похвастаться тем, что могут качественно отличить вязкость одной жидкости от другой — вязкость ртути очень небольшая, особенно в сравнении с вязкостью мёда.

Тем не менее, студенты, которых на занятиях по химической технологии или по полимерам я прошу дать понятие вязкости, объяснить её внутренние причины и сравнить a priori скорость течения жидкостей, не столь различных по свойствам, как ртуть и мёд, они обычно затрудняются с ответами. Их можно понять — вязкость представляет собой одно из самых странных и важных свойств текучих сред, в том числе важное и для живых организмов. Как отмечал лауреат Нобелевской Премии по физике 1952 года, создатель метода ядерного магнитного резонанса, Эдвард Миллс Парселл в своей лекции «Жизнь при низких числах Рейнольдса», впоследствии опубликованной Американским физическим журналом, вязкость может зависеть от размеров плавающего в жидкости объекта. Так, человек вполне свободно может плавать в воде, «отталкиваясь» от неё и преодолевая силы межмолекулярного взаимодействия, возникающие между водой и его телом, а вот сил микроорганизмов не хватает для преодоления сетки водородных связей воды, и им для перемещения приходится использовать другие стратегии. В наши дни измерение вязкости и индивидуальной жидкости, и растворов позволяет решать много задач — от более глубокого понимания природы межмолекулярных связей в текучей среде до определения средних молекулярных масс высокомолекулярных соединений. Ну а самое главное устройство для измерения вязкости разработал Лео Уббелоде, который изучал вязкость всю жизнь.