⛽ Gesamtbasenzahl (TBN)

Petrochemie PN-ISO 3771

Übersicht

Die Gesamtbasenzahl (TBN — Total Base Number) ist ein Schlüsselparameter zur Bewertung des Schmierölzustands, insbesondere von Motorölen. Ausgedrückt in Milligramm KOH pro Gramm Probe (mg KOH/g), bestimmt sie die Fähigkeit des Öls, während der Kraftstoffverbrennung und Öloxidation entstehende Säuren zu neutralisieren. Frische Motoröle haben TBN im Bereich von 5–15 mg KOH/g (PKW-Öle) bis 30–70 mg KOH/g (Schiffsöle für schwefelhaltige Kraftstoffe).

Basische Additive (metallische Detergenzien — Calcium- und Magnesiumsulfonate, Phenolate und Salicylate) neutralisieren Schwefelsäure, organische Säuren und andere Abbauprodukte und schützen Motorelemente vor Korrosion und Ablagerungen. Während des Ölbetriebs nimmt TBN allmählich ab — wenn sie auf kritisches Niveau fällt (typisch 50% des Frischölwerts oder unter 3 mg KOH/g), erfordert das Öl Austausch.

Die Methode gemäß ISO 3771 beinhaltet potentiometrische Titration einer in Eisessigsäure- und Chlorbenzol-Gemisch gelösten Ölprobe mit Perchlorsäure (HClO₄)-Lösung in Eisessigsäure. Der Titrationsendpunkt wird als Wendepunkt der potentiometrischen Kurve (Elektrodenpotential vs. Titrantenvolumen) bestimmt.

TBN-Überwachung ist ein fundamentales Element der Ölzustandsüberwachung und vorausschauender Wartungsprogramme in Fahrzeugflotten, Schiffsflotten, Kraftwerken und Schwerindustrie.

DER SCHLÜSSEL DES REITERS TRAF NICHTS — BERICHTIGT (23.09.2026). Das Schlüsselfeld lautete „PN-EN ISO 3771" und ergab NULL Positionen bei NULL Laboratorien. Die Ursache ist dieselbe wie bei PN-ISO 2176 und PN-ISO 760 (eigene Einträge in dieser Wissensdatenbank): ERDÖL- UND SCHMIERSTOFFNORMEN WERDEN IN DAS PN-NORMENWERK ALS „PN-ISO" ÜBERNOMMEN, OHNE DAS GLIED „EN" — weil sie kein europäisches Gegenstück haben. In den Akkreditierungsumfängen gibt es bei dieser Nummer keinen einzigen Eintrag mit dem Glied EN. Der auf die Form „PN-ISO 3771" gesetzte Schlüssel zeigt 3 Laboratorien (3 Positionen; Messung vom 23.09.2026); ein viertes (AB 1834) schreibt „PN ISO 3771:2012" ohne Bindestrich, und der Reiter zeigt es nicht an.

Prinzip der Methode

Eine gewogene Ölportion (0,5–5 g, abhängig von erwarteter TBN) wird in 60 mL Lösungsmittelgemisch (Eisessigsäure:Chlorbenzol, typisch 1:2 V/V) gelöst. Eine kombinierte Glaselektrode (pH-Ag/AgCl) wird in die Lösung eingetaucht und Titration wird mit Perchlorsäure (HClO₄ 0,1 mol/L in Eisessigsäure) unter Verwendung einer automatischen Bürette durchgeführt. Die Elektrodenpotential-Abhängigkeit vom zugegebenen Säurevolumen wird aufgezeichnet. Der Endpunkt wird mathematisch als Wendepunkt der Titrationskurve bestimmt. TBN wird aus dem zur Endpunktverbrauchten HClO₄-Volumen berechnet.

Anwendungen

• Motorölzustands-Überwachung — Basenreservebewertung
• Schiffsölanalyse (TBN 30–70 mg KOH/g) — schwefelhaltige Kraftstoffe
• Vorausschauende Wartungsprogramme für Fahrzeug- und Industriemaschinen-Flotten
• Frische Schmieröl-Qualitätskontrolle — Herstellerdeklarationsverifizierung
• TBN-Bestimmung von Turbinen-, Hydraulik- und Getriebe-Ölen
• F&E-Forschung — neue Additivpaket-Formulierungen
• Ölkompatibilitätsbewertung mit variablen Schwefelgehalt-Kraftstoffen (IMO 2020)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-ISO 3771:2012 (wersja polska; wprowadza ISO 3771:2011 [IDT])

Titel (PL)

Przetwory naftowe — Oznaczanie liczby zasadowej — Metoda miareczkowania potencjometrycznego kwasem nadchlorowym

Title (EN)

Petroleum products — Determination of base number — Perchloric acid potentiometric titration method

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Titranten-Kalibrierung

   Wiegen Sie 80 mg KHP (Kaliumhydrogenphthalat), lösen Sie in 20 mL warmer Eisessigsäure, fügen Sie 40 mL Chlorbenzol hinzu, kühlen. Titrieren Sie mit HClO₄. Berechnen Sie Titer.

   ⏱ Zeit: 15 min

2. Blindwertbestimmung

   Zu leerem Becher geben Sie 60 mL Lösungsmittel (Essigsäure:Chlorbenzol 1:2). Tauchen Sie Elektrode und Rührer ein. Führen Sie Titration mit HClO₄ bis Wendepunkt durch.

   ⏱ Zeit: 10 min

3. Ölprobenwägung

   Wiegen Sie Ölprobe auf 0,1 mg genau. Masse hängt von erwarteter TBN ab: ~5 g für TBN <10; ~2 g für TBN 10–30; ~0,5 g für TBN >30.

   ⏱ Zeit: 5 min

4. Probenauflösung

   Fügen Sie 60 mL Lösungsmittel (Essigsäure:Chlorbenzol) zu Becher mit Probe hinzu. Rühren Sie bis vollständige Ölauflösung.

   ⏱ Zeit: 5 min

5. Elektrodeneintauchen

   Tauchen Sie kombinierte pH-Elektrode in Probenlösung ein. Schalten Sie Magnetrührer auf niedrige Drehzahl ein. Warten Sie auf Potentialstabilisierung.

   ⏱ Zeit: 2 min

6. Titration

   Starten Sie automatische Titration mit HClO₄ 0,1 mol/L. Titrator fügt Titrant in Portionen hinzu und registriert Potential. Setzen Sie fort bis deutlicher Wendepunkt auf Kurve.

   ⏱ Zeit: 5–15 min

7. Endpunktbestimmung

   Titrator bestimmt automatisch Wendepunkt (Inflection Point) aus erster oder zweiter Ableitungskurve. Lesen Sie Titrantenvolumen am Endpunkt ab.

   ⏱ Zeit: 1 min

8. TBN-Berechnung

   TBN [mg KOH/g] = [(V_Probe − V_Blindwert) × c_HClO₄ × 56,1] / m_Probe, wobei 56,1 = KOH-Molmasse.

   ⏱ Zeit: 3 min

9. Qualitätskontrolle

   Führen Sie Duplikat durch (Differenz ≤ 0,04×TBN). Messen Sie CRM jede Serie. Verifizieren Sie Titranten-Titer wöchentlich.

   ⏱ Zeit: 15 min

10. Reinigung

    Spülen Sie Elektrode nacheinander: Chlorbenzol, Isopropanol, deionisiertes Wasser. Lagern Sie in 3 mol/L KCl-Lösung. Waschen Sie Becher mit Aceton.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Perchlorsäure — starkes Oxidationsmittel, ätzend, nicht mit organischen Materialien in konzentrierter Form mischen
• Eisessigsäure — ätzend, reizend, stechender Geruch, arbeiten Sie unter Abzug
• Chlorbenzol — toxisch, brennbar, reizend, vermeiden Sie Dampfeinatmung
• Essigsäureanhydrid — ätzend, reagiert heftig mit Wasser, dicht verschlossen lagern
• Chemikalienbeständige Handschuhe (Butyl oder Viton), Schutzbrille und Kittel obligatorisch
• Abfall nach Titration — sammeln Sie in Behältern für chlororganische Abfälle

Häufige Fragen