Determinación rápida del índice ácido-base mediante titulación termométrica.
26 may. 2026
Artículo
Compartir el artículo
El índice de acidez (AN) y el índice de basicidad (BN) son parámetros críticos para el control de calidad de los productos derivados del petróleo, ya que suelen estar estipulados en las especificaciones del producto. Estos parámetros pueden determinarse mediante titulación potenciométrica o fotométrica, de acuerdo con diversas normas, como ASTM D664, ASTM D2896 y ASTM D974. Sin embargo, las titulaciones potenciométricas pueden ser laboriosas. Además, la limpieza del sensor potenciométrico no solo es tediosa, sino que también genera problemas de reproducibilidad. Afortunadamente, existe un método de titulación alternativo, rápido y fiable: la titulación termométrica. Asimismo, existe una norma para la determinación del índice de acidez mediante titulación termométrica (ASTM D8045).
Este artículo abarca los siguientes temas:
¿Por qué determinar el número de acidez y de basicidad?
El índice de acidez indica la cantidad de ácidos presentes en los productos derivados del petróleo. Los ácidos débiles (por ejemplo, el ácido nafténico) en los crudos pueden estar relacionados con la corrosión de los equipos de refinería. El envejecimiento de los productos derivados del petróleo puede provocar la acumulación de ácidos, aumentando el riesgo de corrosión en motores.
Para prevenir la acumulación de ácidos, se añaden aditivos básicos a los productos derivados del petróleo refinado, como el aceite lubricante. Estos aditivos neutralizan los ácidos débiles y previenen la corrosión. La cantidad de aditivos básicos se puede determinar mediante el índice de acidez.
¿Qué es la titulación termométrica?
La titulación termométrica (TET) se basa en el principio del cambio de entalpía. Cada reacción química conlleva un cambio de entalpía que, a su vez, provoca un cambio de temperatura. Este cambio de temperatura durante la titulación se puede medir con un termistor de alta sensibilidad (Figura 1) para determinar el punto final de la misma.
Si desea obtener más información sobre los principios básicos de la titulación termométrica, consulte nuestra entrada de blog. «Titulación termométrica: la pieza que faltaba del rompecabezas.».
TET: la mejor opción para la determinación de AN y BN
En cuanto a la titulación potenciométrica del índice de acidez y basicidad, cabe destacar que no todas las muestras son solubles en la mezcla de disolventes. Incluso si lo son, se requieren varios pasos de limpieza (incluido el acondicionamiento del electrodo después de cada titulación) para lograr una buena reproducibilidad.
Si bien la titulación fotométrica ofrece un método de indicación alternativo para muestras incoloras, persiste el problema de la solubilidad. La titulación termométrica del índice de acidez y basicidad, según la norma ASTM D8045, proporciona la solución ideal a todos estos problemas.
- La solución de xileno:IPA (3:1) permite una mejor solubilidad de muchas muestras, especialmente de petróleos crudos.
- La indicación del punto final no se ve afectada por muestras coloreadas.
- La sonda dThermoprobe (Figura 1) no requiere acondicionamiento ni pasos de limpieza adicionales; solo un enjuague por inmersión en disolvente.
- La sonda dThermoprobe no requiere mantenimiento: no es necesario rellenar el electrolito, simplemente guárdela en un lugar seco.
La técnica TET ofrece aún más ventajas si se compara con la titulación potenciométrica según las normas ASTM D664 o ASTM D2896.
- Menor consumo de disolvente: 30 ml en lugar de 60 ml o incluso 120 ml ahorran costes adicionales y reducen los residuos.
- Titulaciones más rápidas: TET requiere la mitad de tiempo que las titulaciones potenciométricas, ahorrando aproximadamente dos minutos por análisis.
- Mayor reproducibilidad: gracias a la fácil limpieza de la sonda dThermoprobe, se logra una mejor reproducibilidad.
La Tabla 1 compara la determinación del índice de acidez según la norma ASTM D8045 (titulación termométrica) y la norma ASTM D664 (titulación potenciométrica).
| ASTM D664 (Potenciométrico) | ASTM D8045 (Termométrica) | |
|---|---|---|
| Titulante | 0.1 mol/L KOH in IPA | 0.1 mol/L KOH in IPA |
| Solvente | Toluene / IPA / water | Xylene / IPA |
| Volumen de disolvente | 125 mL | 30–35 mL |
| Duración de la titulación | ~220 s | ~60 s |
| Acondicionamiento de electrodos | 3–5 min | Ninguna |
| Mantenimiento de sensores | Lavado con solvente, rehidratación, inmersión en IPA, rellenar con electrolito, almacenar en LiCl en etanol. | El lavado con disolvente es suficiente |
| Tamaño de la muestra(Expected AN of 0.05 to <1.0 mg KOH/g) | 20 ± 2 g | ~10 g |
Actualmente, el comité correspondiente está debatiendo la elaboración de una norma ASTM sobre determinaciones termométricas del número básico (NB). Si bien las mezclas de titulantes y disolventes difieren al realizar una determinación del número básico, los valores de volumen de disolvente, duración de la titulación, acondicionamiento del electrodo y mantenimiento del sensor reflejan fielmente la comparación entre la determinación termométrica del número básico y la determinación potenciométrica según la norma ASTM D2896.
Dado que la titulación es más rápida, utiliza menos disolvente y no requiere un mantenimiento complicado del sensor, el cambio a la titulación termométrica supone un ahorro considerable.
¿Aún no está convencido? Uno de nuestros clientes, Thomas Fischer, de OELCHECK GmbH, Alemania, nos cuenta su experiencia positiva con la titulación termométrica de Metrohm.
La titulación termométrica presenta varias ventajas respecto a la titulación potenciométrica. Es mucho más rápida y robusta. Una titulación termométrica típica dura apenas dos minutos. Además, no es necesario regenerar el electrodo entre determinaciones
Thomas Fischer,
Jefe de Laboratorio en OELCHECK GmBH
Cómo realizar el análisis
Durante la determinación de AN o BN, se titulan ácidos o bases muy débiles (respectivamente), lo que produce pequeños cambios de entalpía. Mediante el uso de un indicador de punto final catalítico, estos ácidos y bases débiles también pueden determinarse por TET.
¿Qué es la indicación de punto final catalizado?
La indicación del punto final se dificulta en titulaciones termométricas con pequeños cambios de entalpía, por ejemplo, con ácidos o bases débiles. En estos casos, se utiliza un indicador catalítico del punto final. Este indicador experimenta una reacción exotérmica o endotérmica intensa durante la titulación.
Al igual que un indicador que cambia de color cuando se ha titulado todo el analito, el indicador catalítico de punto final solo comienza su reacción con el titulante una vez que se ha consumido todo el analito. De esta manera, es posible indicar el punto final.
Número ácido
Se pesa una cantidad adecuada de la muestra (según el AN esperado) en el recipiente de titulación, se añaden 30 mL de la mezcla de disolventes (isopropanol:xileno 1:3) y 0,5 g de paraformaldehído. Como alternativa, el paraformaldehído también puede suspenderse en la mezcla de disolventes y añadirse automáticamente. Tras la disolución de la muestra, la solución se titula con KOH alcohólico hasta alcanzar un único punto final exotérmico.
En este caso, el paraformaldehído actúa como indicador del punto final de la reacción catalítica. En cuanto haya un exceso de KOH disponible, se despolimerizará en una reacción fuertemente endotérmica. Esto provocará una disminución de la temperatura, que se detectará como un punto final exotérmico. Este principio se ilustra en la Figura 2.
Para obtener información más detallada sobre esta solicitud, descargue nuestro Boletín de Aplicación gratuito.
AB-427: Índice de acidez en productos derivados del petróleo mediante titulación termométrica
Número base
Se pesa una cantidad adecuada de la muestra (según el BN esperado) directamente en el recipiente de titulación, luego se añaden 1 mL de éter isobutilvinílico (o éter n-butilvinílico) y 40 mL de tolueno. Tras la disolución de la muestra, la solución se titula con HClO4 o TFMSA en ácido acético glacial hasta un único punto final endotérmico.
En esta situación, el butil vinil éter actúa como indicador del punto final catalítico. Cuando hay un exceso de titulante ácido, este se polimeriza en una reacción fuertemente exotérmica, lo que da como resultado un punto final endotérmico (Figura 3).
Para obtener información más detallada sobre esta solicitud, descargue nuestro Boletín de Aplicación gratuito.
AB-405:Titulación del número base total de productos derivados del petróleo
En esta breve animación se ilustra el principio de determinación del índice ácido-base con indicación del punto final catalítico.
Resumen
La titulación termométrica ofrece una solución rápida y fiable para la determinación del índice de acidez y basicidad, en comparación con la titulación potenciométrica o fotométrica. Este método resuelve el problema de la solubilidad de la muestra mediante el uso de disolventes más adecuados. Además, se necesita menos disolvente y se reduce el tiempo de análisis. Todo ello se traduce en costes considerablemente menores por análisis, lo que convierte a la titulación termométrica en una alternativa viable para la determinación del índice de acidez y basicidad.
Recursos adicionales
Control de la corrosión: Análisis termométrico de TAN en fracciones de destilación de petróleo y refinería.
Muchas refinerías consideran los crudos de oportunidad con descuento como una forma de mejorar su margen de beneficio. La variedad de estos crudos baratos en el mercado está aumentando, pero conllevan riesgos ocultos para el comprador debido a factores como su alto contenido en ácido nafténico y azufre. Los compuestos de azufre y los ácidos nafténicos se encuentran entre las sustancias que contribuyen a la naturaleza corrosiva de los crudos y los productos derivados del petróleo. Por ello, el riesgo de corrosión aumenta al procesar crudos con alto contenido en ácido nafténico y azufre. La refinería debe sopesar la relación costo-beneficio frente al riesgo y el costo del control de la corrosión al procesar estos crudos. Una determinación fiable del índice de acidez es fundamental para el control de la corrosión. Los autores invitados Bert Thakkar, Bryce McGarvey y Colette McGarvey de Imperial Oil, junto con Larry Tucker y Lori Carey de Metrohm USA, participaron en el desarrollo del nuevo método ASTM D8045 para la determinación del índice de acidez. En este artículo, describen el método y su origen.
