El número de base total (TBN) es una medida de basicidad que se expresa en términos de la cantidad de miligramos de hidróxido de potasio por gramo de muestra de aceite (mg KOH/g). TBN es una medida importante en productos derivados del petróleo , y el valor varía según su aplicación. El TBN generalmente oscila entre 6 y 8 mg de KOH/g en los lubricantes modernos, entre 7 y 10 mg de KOH/g para uso general en motores de combustión interna y entre 10 y 15 mg de KOH/g para operaciones de motores diésel . El TBN suele ser más alto para los lubricantes de grado marino , aproximadamente 15-80 mg KOH/g, ya que los valores más altos de TBN están diseñados para aumentar el período de funcionamiento en condiciones de funcionamiento adversas, antes de que sea necesario reemplazar el lubricante.[1]
Una formulación de aceite consiste en la base o aceite de reserva y aditivos de aceite . La mayoría de las formulaciones de aceite contienen aditivos y detergentes básicos , diseñados para reaccionar con los ácidos y neutralizarlos, [2] evitando daños en las piezas del motor, incluida la corrosión de las superficies metálicas.
Aunque existen métodos de prueba estándar IP, los métodos más comunes para TBN están estandarizados por ASTM, como la titulación potenciométrica para aceites frescos (método de prueba TBN ASTM D2896). Por lo general, una muestra se disuelve en un solvente premezclado de clorobenceno y ácido acético y se titula con ácido perclórico estandarizado en ácido acético glacial para muestras de aceite fresco. [2] El punto final se detecta utilizando un electrodo de vidrio que se sumerge en una solución acuosa que contiene la muestra y se conecta a un voltímetro/potenciómetro. Esto provoca un intercambio de iones en la capa exterior solvatada de la membrana de vidrio, por lo que se genera un cambio de potencial que puede medirse con el electrodo. [3]Cuando se alcanza el punto final de la reacción química, que se muestra mediante un punto de inflexión en la curva de titulación usando un sistema de detección específico, la cantidad de titulante requerida se usa para generar un resultado que se informa en miligramos de hidróxido de potasio equivalente por gramo. de muestra (mg de KOH/g). [2] Titulación potenciométrica para aceites usados (método de prueba TBN ASTM D4739): una muestra se disuelve en una mezcla de disolventes de tolueno/propan-2-ol/cloroformo con 0,5 % de agua desionizada y luego se titula con ácido clorhídrico alcohólico estandarizado. El sistema de detección es equivalente al método de aceite fresco. El método del aceite usado utiliza un solvente menos polar y un valorante más débil, que no disolverá los metales de desgaste producidos durante la operación, por lo que es más adecuado para analizar aceites usados. [4]
Se puede realizar una titulación con indicador de color, por ejemplo utilizando el método de prueba ASTM D 974, para indicar los cambios relativos que ocurren en una muestra de aceite durante su uso en condiciones oxidantes. Se disuelve una muestra en una mezcla de disolventes de tolueno/propan-2-ol con 0,5 % de agua desionizada. Se agrega un indicador de naranja de metilo y la solución se titula con hidróxido de potasio alcohólico. El punto final se indica mediante un cambio de color de naranja a verde. [5]
En valoraciones termométricas, una tasa de adición constante de valorante equivale a una cantidad constante de calor que se emite o se consume y, por lo tanto, un cambio de temperatura más o menos constante hasta el punto final. En una titulación, el titulador reacciona con el analito en la muestra de forma exotérmica o endotérmica. La sonda térmica mide la temperatura de la solución de titulación. Cuando todo el analito de la muestra ha reaccionado con el titulador, la temperatura de la solución cambiará y el punto final de la titulación se revela mediante una desviación en la curva de temperatura. [6]
Una alícuota apropiada de la muestra se pipetea directamente en el recipiente de titulación y se agregan isobutil vinil éter y tolueno como solvente. Luego, la solución se titula con ácido trifluorometanosulfónico (TFMSA) hasta un único punto final termométrico. [6]