Penentuan cepat angka asam dan angka basa dengan titrasi termometrik
26 Mei 2026
Article
Share via email
Acid number (AN) dan base number (BN) merupakan parameter penting untuk pengendalian kualitas produk minyak bumi karena sering kali tercantum dalam spesifikasi produk. Parameter ini dapat ditentukan melalui titrasi potensiometri atau fotometri sesuai dengan berbagai standar, termasuk ASTM D664, ASTM D2896, dan ASTM D974. Namun, titrasi potensiometri dapat memakan waktu cukup lama. Selain itu, pembersihan sensor potensiometri tidak hanya merepotkan tetapi juga dapat menimbulkan masalah reproduktibilitas. Untungnya, tersedia metode titrasi alternatif yang cepat dan andal, yaitu titrasi termometrik. Selain itu, telah tersedia standar untuk penentuan angka asam dengan titrasi termometrik (ASTM D8045).
Artikel ini membahas topik-topik berikut:
Mengapa perlu menentukan acid dan base number?
Acid number menunjukkan jumlah asam yang terdapat dalam produk minyak bumi. Asam lemah (misalnya asam naftenat) dalam minyak mentah dapat dikaitkan dengan korosi pada peralatan kilang. Penuaan produk minyak bumi dapat menyebabkan penumpukan asam, yang meningkatkan risiko korosi pada motor dan mesin.
Untuk mencegah penumpukan asam, aditif basa ditambahkan ke produk minyak bumi hasil pemurnian, seperti oli pelumas. Aditif basa ini menetralkan asam lemah dan dapat mencegah korosi. Jumlah aditif basa tersebut dapat dikarakterisasi menggunakan base number.
Apa itu titrasi termometrik?
Titrasi termometrik (TET) didasarkan pada prinsip perubahan entalpi. Setiap reaksi kimia berkaitan dengan perubahan entalpi yang pada gilirannya menyebabkan perubahan suhu. Perubahan suhu selama proses titrasi dapat diukur menggunakan termistor yang sangat sensitif (Gambar 1) untuk menentukan titik akhir titrasi.
Jika Anda ingin membaca lebih lanjut tentang prinsip dasar titrasi termometrik, silakan lihat artikel blog kami.st «Thermometric titration – the missing piece of the puzzle».
TET: pilihan terbaik untuk penentuan AN dan BN
Terkait titrasi potensiometri untuk penentuan angka asam dan angka basa, perlu diperhatikan bahwa tidak semua sampel larut dalam campuran pelarut. Bahkan jika larut, diperlukan beberapa tahap pembersihan (termasuk pengkondisian elektroda setelah setiap titrasi) untuk mencapai reproduktibilitas yang baik.
Sementara itu, titrasi fotometri dapat menjadi metode alternatif untuk sampel yang tidak berwarna, namun masalah kelarutan tetap ada. Titrasi termometrik untuk penentuan angka asam sesuai ASTM D8045 memberikan solusi ideal untuk mengatasi semua permasalahan tersebut.
- Larutan xilena:IPA (3:1) memungkinkan kelarutan yang lebih baik untuk banyak sampel, terutama minyak mentah
- Penentuan titik akhir tidak dipengaruhi oleh sampel berwarna
- dThermoprobe (Gambar 1) tidak memerlukan pengkondisian atau langkah pembersihan tambahan – cukup dibilas dengan mencelupkannya ke dalam pelarut
- dThermoprobe bebas perawatan – tidak perlu pengisian ulang elektrolit, cukup disimpan dalam kondisi kering
TET menawarkan lebih banyak keuntungan dibandingkan titrasi potensiometri menurut ASTM D664 atau ASTM D2896.
- Penggunaan pelarut lebih sedikit: 30 mL dibandingkan 60 mL atau bahkan 120 mL, sehingga menghemat biaya tambahan dan mengurangi limbah.
- Titrasi lebih cepat: TET membutuhkan waktu setengah dari titrasi potensiometri, menghemat sekitar dua menit per analisis.
- Reproduktibilitas lebih tinggi: berkat kemudahan pembersihan dThermoprobe, diperoleh hasil yang lebih konsisten dan dapat diulang.
Tabel 1 membandingkan penentuan angka asam menurut ASTM D8045 (titrasi termometrik) dan ASTM D664 (titrasi potensiometri).
Tabel 1. Perbandingan antara ASTM D664 dan ASTM D8045 terkait berbagai parameter
| ASTM D664 (Potentiometric) | ASTM D8045 (Thermometric) | |
|---|---|---|
| Titrant | 0.1 mol/L KOH in IPA | 0.1 mol/L KOH in IPA |
| Solvent | Toluene / IPA / water | Xylene / IPA |
| Solvent volume | 125 mL | 30–35 mL |
| Titration duration | ~220 s | ~60 s |
| Electrode conditioning | 3–5 min | None |
| Sensor maintenance | Solvent wash, rehydration, IPA dip, refill with electrolyte, store in LiCl in ethanol | Solvent wash is sufficient |
| Sample size (Expected AN of 0.05 to <1.0 mg KOH/g) |
20 ± 2 g | ~10 g |
Diskusi mengenai standar ASTM untuk penentuan angka basa secara termometrik saat ini sedang berlangsung dalam komite terkait. Meskipun titran dan campuran pelarut berbeda ketika melakukan penentuan angka basa, nilai untuk volume pelarut, durasi titrasi, pengkondisian elektroda, serta perawatan sensor mencerminkan dengan baik perbandingan antara penentuan angka basa secara termometrik dan metode potensiometri menurut ASTM D2896.
Karena titrasi lebih cepat, menggunakan lebih sedikit pelarut, dan tidak memerlukan perawatan sensor yang rumit, beralih ke titrasi termometrik dapat menghemat biaya yang cukup besar.
Masih belum yakin? Salah satu pelanggan kami, Thomas Fischer dari OELCHECK GmbH, Jerman, berbagi pengalaman positifnya dalam menggunakan titrasi termometrik Metrohm.
Thermometric titration has several advantages compared to potentiometric titration. It is much faster and more robust. A typical thermometric titration takes just about two minutes. Moreover, the electrode does not need to be regenerated between determinations.
Thomas Fischer,
Laboratory Manager at OELCHECK GmBH
Cara melakukan analisis
Selama penentuan AN atau BN, asam atau basa yang sangat lemah (masing-masing) dititrasi, sehingga menghasilkan perubahan entalpi yang kecil. Dengan menggunakan indikator titik akhir katalitik, asam dan basa lemah ini juga dapat ditentukan menggunakan TET.
Apa yang dimaksud dengan penentuan titik akhir terkatalisis?
Penentuan titik akhir dapat menjadi sulit pada titrasi termometrik dengan perubahan entalpi yang kecil, misalnya pada asam atau basa lemah. Dalam situasi seperti ini, digunakan indikator titik akhir terkatalisis. Indikator titik akhir terkatalisis ini mengalami reaksi yang sangat eksotermik atau endotermik selama proses titrasi.
Sama seperti indikator yang berubah warna ketika seluruh analit telah dititrasi, indikator titik akhir terkatalisis hanya mulai bereaksi dengan titran setelah semua analit habis bereaksi. Dengan cara ini, penentuan titik akhir menjadi memungkinkan.
Acid number
Sejumlah sampel yang sesuai (tergantung pada AN yang diharapkan) ditimbang ke dalam bejana titrasi, kemudian ditambahkan 30 mL campuran pelarut (isopropanol:xilena 1:3) dan 0,5 g paraformaldehida. Sebagai alternatif, paraformaldehida juga dapat disuspensikan dalam campuran pelarut dan ditambahkan secara otomatis. Setelah sampel larut, larutan kemudian dititrasi dengan KOH dalam alkohol hingga mencapai satu titik akhir eksotermik.
Dalam hal ini, paraformaldehida bertindak sebagai indikator titik akhir terkatalisis. Begitu terdapat kelebihan KOH, paraformaldehida akan mengalami depolimerisasi dalam reaksi yang sangat endotermik. Hal ini akan menyebabkan penurunan suhu, yang kemudian terdeteksi sebagai titik akhir eksotermik. Prinsip ini digambarkan pada Gambar 2.
Untuk informasi lebih rinci mengenai aplikasi ini, unduh Buletin Aplikasi kami secara gratis.
AB-427: Penentuan angka asam dalam produk minyak bumi dengan titrasi termometrik
Base number
Sejumlah sampel yang sesuai (tergantung pada BN yang diharapkan) ditimbang langsung ke dalam bejana titrasi, kemudian ditambahkan 1 mL isobutil vinil eter (atau n-butil vinil eter) dan 40 mL toluena. Setelah sampel larut, larutan kemudian dititrasi dengan HClO₄ atau TFMSA dalam asam asetat glasial hingga mencapai satu titik akhir endotermik.
Dalam hal ini, butil vinil eter berfungsi sebagai indikator titik akhir terkatalisis. Ketika terdapat kelebihan titran asam, senyawa ini akan mengalami polimerisasi dalam reaksi yang sangat eksotermik, sehingga menghasilkan titik akhir yang terdeteksi sebagai endotermik (Gambar 3).
Untuk informasi lebih rinci mengenai aplikasi ini, unduh Buletin Aplikasi kami secara gratis.
Prinsip penentuan angka asam dan angka basa dengan indikator titik akhir terkatalisis ditunjukkan dalam animasi singkat ini.
Kesimpulan
Titrasi termometrik memberikan solusi yang cepat dan andal untuk penentuan angka asam dan angka basa dibandingkan dengan titrasi potensiometri atau fotometri. Metode ini mengatasi masalah kelarutan sampel dengan menggunakan pelarut yang lebih sesuai. Selain itu, jumlah pelarut yang dibutuhkan lebih sedikit dan waktu analisis menjadi lebih singkat. Semua hal ini menghasilkan biaya per analisis yang jauh lebih rendah, sehingga TET menjadi alternatif yang layak untuk penentuan angka asam dan angka basa.
Informasi tambahan
Pengendalian korosi: Analisis TAN secara termometrik pada minyak dan fraksi distilasi kilang
Banyak perusahaan kilang (refinery) melihat minyak mentah dengan harga diskon sebagai peluang untuk meningkatkan margin keuntungan mereka. Variasi minyak mentah murah yang tersedia di pasar semakin banyak, namun memiliki risiko tersembunyi bagi pembeli, yang disebabkan oleh faktor seperti kandungan asam naftenat dan sulfur yang tinggi. Senyawa sulfur dan asam naftenat merupakan beberapa zat yang berkontribusi terhadap sifat korosif minyak mentah dan produk minyak bumi. Oleh karena itu, risiko korosi meningkat ketika memproses minyak mentah dengan kandungan asam naftenat dan sulfur yang tinggi. Pihak kilang harus menyeimbangkan antara manfaat biaya dengan risiko serta biaya pengendalian korosi saat mengolah minyak mentah tersebut. Penentuan angka asam yang andal merupakan bagian penting dari pengendalian korosi. Penulis tamu Bert Thakkar, Bryce McGarvey, dan Colette McGarvey dari Imperial Oil serta Larry Tucker dan Lori Carey dari Metrohm USA terlibat dalam pengembangan metode ASTM D8045 yang baru untuk penentuan angka asam. Dalam artikel ini, mereka menjelaskan metode tersebut dan bagaimana metode ini dikembangkan.
