Пытаясь определить содержание воды в сырой нефти, Дин начал сотрудничать с коллегой Дэвидом Дьюи Старком. После нескольких неудачных попыток разрушения эмульсии и также оказавшихся малоэффективными попыток разделить нефтяную и водную фазы, экстрагируя их различными растворителями, Дин и Старк остановились на процессе перегонки. К тому времени уже существовали методы определения влаги в специях, древесине и масле, основанные на процессе отгонки воды. Но полученные с помощью таких подходов результаты отличались крайне низкой точностью. Дин и Старк решили изменить подход и для повышения точности увеличили время отгонки воды с органическим растворителем, дающим азеотропную смесь (кипящую ниже температуры кипения каждого из компонентов смеси). В качестве растворителей было решено использовать бензол, толуол или ксилол, которые образуют с водой азеотропные смеси, которые при комнатной температуре быстро расслаиваются — водный слой остаётся внизу, а органический — сверху. С помощь стеклодува они разработали и соорудили устройство, в котором были объединены обратный холодильник, охлаждавший пары кипящей смеси, и небольшая градуированная пробирка. Конструкция была изогнута таким образом, что конденсат из холодильника попадал не в нагревавшуюся перегонную колбу, а в градуированную пробирку. И только когда она наполнялась до краёв колбы, верхний органический слой переливался в колбу, а вода оставалась на дне пробирки. Второй модификацией, которой обзавелась ловушка Дина-Старка, был кран на выходе у дна измерительной пробирки, позволявший периодически сливать нижний слой воды при большой обводнённости изучаемого образца.
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.
Уббелоде родился в 1877 году в немецком Ганновере, он рос среди шести братьев и сестёр, его семья занималась разработками торфа, но семейное предприятие обанкротилось в 1883 году, и семья разделилась — младшие дети вместе с матерью переехали в Нойштадт-ам-Рюбенберге. Учась в школе, Уббелоде показал склонность к естественным и техническим дисциплинам, и в 1890 году, когда семья объединилась, Лео делился с родственниками мыслями о том, что хочет продолжить изучение наук в университете. Беда пришла в 1894 году, когда отец семейства скоропостижно скончался, оставив семью без средств к существованию. В то время, когда его мать пыталась поправить дела, организовывая дело по производству тары из торфа, Уббелоде изучал химию в Техническом университете Берлина-Шарлоттенбурга, слушая лекции Ганса Генриха Ландольта (открывшего колебательную реакцию — «йодные часы») и Эмиля Фишера (получившего в 1902 году Нобелевскую премию по химии за исследования сахаров). Чтобы помочь семье, он возглавил разработку и строительство торфоперерабатывающего завода, разрабатывая для него оборудование. Однако наука привлекала его больше технологических задач, и, уйдя с завода, он устроился на работу в Берлинское бюро сертификации и испытания материалов.
