TBN TAN Titulacion

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA QUMICA
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CH
E
R
DEDE LOS METODOS DE TITULACIN POTENCIOMTRICA
COMPARACIN
Y CONDUCTIMTRICA PARA LA DETERMINACIN DEL TAN Y TBN
EN ACEITES LUBRICANTES
Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta

para optar al ttulo de:
INGENIERO QUMICO
Autor: Br. DANIEL KHORDOR

Br. ANDREA RINCN
Tutor: MSc. Eudo Osorio
Maracaibo, enero de 2014
COMPARACIN DE LOS METODOS DE TITULACIN POTENCIOMTRICA

Y CONDUCTIMTRICA PARA LA DETERMINACIN DEL TAN Y TBN
EN ACEITES LUBRICANTES
SE
E
R
OS
CH
E
R
__________________________
DE
OS
D
A
RV
__________________________
Khordor Moukarem, Daniel Zeid
Rincn Villasmil, Andrea Paola
C.I. 21.077.738
C.I. 20.059.876
Av. 2B con Calle 72 Edif. San Andrs
Av. 16 Goajira Res. Palaima
Telf: 0426-5675514
Telf: 0412-6250039
danielzeid@hotmail.com
andrerincon.15@gmail.com
__________________________
MSc. Osorio Gonzlez, Eudo Mario
Tutor Acadmico
DEDICATORIA
A Dios, por habernos permitido lograr una de tantas metas propuestas y llenarnos
de mucha salud, fe, paciencia y sobretodo perseverancia para culminar con xito
nuestra carrera universitaria.
A nuestros padres, quienes nos ensearon todos los valores y principios que
hemos adquirido, por todo el amor y el apoyo incondicional brindado a lo largo de
nuestras vidas.
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
A nuestras hermanas, porque de una u otra forma brindaron su apoyo y
CH
E
R
DE
motivacin cada da para que logrramos la meta propuesta, ser ingenieros.
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por habernos dado la vida y la dicha de poder adquirir los conocimientos
necesarios y la fortaleza para desarrollar la carrera universitaria y lograr las metas
propuestas.
A nuestros padres, por brindarnos toda su colaboracin, apoyo y comprensin a lo
largo de nuestras vidas, por darnos la oportunidad de crecer personal y
OS
D
A
A nuestras hermanas por impulsarnos, motivarnos
RyVofrecernos apoyo cuando
E
S
E
R
fuese necesario.
S
HO
C
E
ER por habernos orientado en la seleccin del tema de
Al Msc. Eudo
DOsorio,
profesionalmente.
investigacin, por su aporte y participacin en el desarrollo del presente trabajo

especial de grado.
Al Ing. Waldo Urribarri, por su dedicacin y cooperacin, por ser nuestro gua y
brindarnos enseanzas significativas en las ctedras de trabajo especial de grado
I y II, las cuales fueron un gran aporte para el desarrollo del trabajo especial de
grado.
A los profesores que nos prepararon acadmicamente, en especial aquellos que
dedicaron atencin especial y brindaron gran ayuda durante el desarrollo de la
carrera, por sus aportes, su paciencia y orientacin.
A nuestros amigos y compaeros de estudio por todo el apoyo brindado durante la
carrera y hacer de estos aos una gran experiencia.
A todas las personas que de una u otra forma incentivaron, apoyaron y ofrecieron
su ayuda para hacer posible la realizacin de este trabajo especial de grado y as
obtener el ttulo de Ingeniero Qumico.
NDICE GENERAL
RESUMEN
ABSTRACT
pg.
INTRODUCCIN...
21
1. CAPTULO I. EL PROBLEMA.....
23
1.1. Planteamiento del problema...
23
OS
D
A
RV
1.2.1. Objetivo General.
E
S
E
R
1.2.2. Objetivos Especficos.
S
O
H
C
E
1.3. Justificacin
ER
D
1.4. Delimitacin
1.2. Objetivos..... 25
25
25
26
27
1.4.1. Delimitacin espacial.. 27

1.4.2. Delimitacin temporal.
27
1.4.3. Delimitacin cientfica. 27

2. CAPTULO II. MARCO TERICO..
28
2.1. Antecedentes de la investigacin...
28
2.2. Bases tericas...
30
2.2.1. Aceites lubricantes.. 30

2.2.1.1. Propiedades qumicas de los lubricantes..
31
2.2.1.2. Clasificacin de los aceites lubricantes..
33
2.2.2. Grasas lubricantes..
34
2.2.3. Nmero de acidez total..
36
2.2.4. Nmero de basicidad total.
37
2.2.5. Conductimetra
38
2.2.5.1. Resistencia, conductancia y conductividad...
38
2.2.5.2. Conductancia molar y equivalente..
40
2.2.5.3. Variacin de la conductividad con la concentracin. 41

2.2.5.4. Variacin de la conductancia con la concentracin: Ley de
Kohlrausch...
42
2.2.5.5. Ley de las Migraciones Independientes de los Iones..
43
2.2.5.6. Medida de la conductancia... 44

2.2.5.7. Determinacin de la constante de celda
45
2.2.5.8. Influencia de la temperatura.
46
2.2.5.9. Titulaciones conductimtricas..
47
2.2.6. Potenciometra. 57
OS
D
A
RV
Mtodo de la primera derivada
E
S
E
R
Mtodo de la segunda derivada
S
O
H
C
E
Mtodo deR
DE Gran..
2.2.6.1. Mtodo directo..
58
2.2.6.2.
59
2.2.6.3.
2.2.6.4.
60
60
2.2.6.5. Electrodos de referencia...
62
2.2.6.6. Electrodos indicadores..
63
2.2.6.7. Titulaciones potenciomtricas por pH-metro.
65
2.2.6.8. Medida del punto de equivalencia con el pH-metro.
67
2.2.7. Norma ASTM...
68
2.2.7.1. ASTM D 664. 68

2.2.7.2. ASTM D 4739..
70
2.2.8. Anlisis Estadstico.
71
2.2.8.1. Pautas generales para disear experimentos .. 73

2.2.8.2. Conceptos estadsticos bsicos..
75
2.2.8.3. Repetitividad 75
2.2.8.4. Precisin y exactitud..
76
2.2.8.5. La media..
76
2.2.8.6. La mediana.. 77
2.2.8.7. Varianza... 78
2.2.8.8. Desviacin estndar..
78
2.2.8.9. Desviacin estndar relativa
78
2.2.8.10. Coeficiente de variacin.... 79

2.2.8.11. Error estndar..... 79
2.2.8.12. Grfica de probabilidad.
79
2.3. Sistema de variables. 80

3. CAPTULO III. MARCO METODOLGICO..
82
3.1. Tipo de investigacin
82
3.2. Diseo de la investigacin...
83
3.3. Tcnicas de recoleccin de datos..
85
3.4. Instrumentos de recoleccin de datos...
86
3.5. Fases de la investigacin.
91
OS
D
A
RV
SE
E
R
S
3.5.1. Fase I. Desarrollo de unaO
metodologa
para la toma de muestras de
H
C
E
R
diversos aceites lubricantes
E
D
3.5.2. Fase II. Determinacin del TAN utilizando los mtodos de titulacin
91
potenciomtrica y conductimtrica... 91
3.5.3. Fase III. Determinacin del TBN utilizando los mtodos de titulacin
potenciomtrica y conductimtrica
94
3.5.4. Fase IV. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin

evaluados.
97
4. CAPTULO IV. ANLISIS DE RESULTADOS..
99
4.1. Desarrollo de una metodologa para la toma de muestras de diversos

aceites lubricantes..
4.2. Determinacin
del
TBN
utilizando
los
mtodos
de
99
titulacin
potenciomtrica y conductimtrica... 102

4.3. Determinacin
del
TAN
utilizando
los
mtodos
de
titulacin
132
4.4. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin evaluados
148
CONCLUSIONES...
152
RECOMENDACIONES.. 153
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
154
ANEXOS..
158
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
NDICE DE TABLAS
pg.
Tabla 2.1. Composicin de la grasa lubricante.
35
Tabla 2.2. Conductancias equivalentes a dilucin infinita..
41
Tabla 3.1. Encuesta a expertos en el rea de ventas de aceites lubricantes

en el centro de lubricacin...............................................................................
Tabla
3.2.
Matriz comparativa para la seleccin
87
de los aceites
lubricantes
OS
D
A
estandarizacin del mismo, empleando el mtodo potenciomtrico.
RV
E
S
E consumido y conductividad
R
Tabla 3.4. Volumen de cido clorhdrico
S
HO del mismo, empleando el mtodo
C
elctrica para la estandarizacin
E
R
E
D
conductimtrico...
87
Tabla 3.3. Volumen de hidrxido de sodio consumido y pH para la
88
88
Tabla 3.5. Volmenes de cido clorhdrico consumido y pH para la

determinacin del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico en la
muestra No...
89
Tabla 3.6. Volmenes de cido clorhdrico consumido y conductividad

elctrica
para
la
determinacin
del
TBN,
empleando
el
mtodo
conductimtrico en la muestra
89
Tabla 3.7. Volmenes de hidrxido de sodio consumido y conductividad

elctrica
para
la
determinacin
del
TAN,
empleando
el
mtodo
conductimtrico en la muestra
90

en el centro de lubricacin 1.
99

100

100
101

102
Tabla 4.6. Matriz comparativa para la seleccin de los aceites lubricantes.
103
Tabla 4.7. Volumen de cido clorhdrico consumido y conductividad

elctrica para la estandarizacin del mismo, empleando el mtodo
conductimtrico...
elctrica
para
la
determinacin
del
TBN,
empleando
el
105
mtodo
OS
D
A
V la titulacin
Rmediante
Tabla 4.9. Volmenes de equivalencia obtenidos
E
S
E
R
conductimtrica para la determinacin
del
TBN para la muestra N 1...
S
O
H
C
E
Tabla 4.10. Volmenes
ER de cido clorhdrico consumido y conductividad
D
elctrica para la determinacin del TBN, empleando el mtodo
conductimtrico para la muestra No 1.
o
109
110
113
Tabla 4.11. Volmenes de equivalencia obtenidos mediante la titulacin

conductimtrica para la determinacin del TBN para la muestra N o1
elctrica
para
la
determinacin
del
TBN,
empleando
el
mtodo
conductimtrico para la muestra N 3.
114

conductimtrica para la determinacin del TBN para la muestra N o3...
117
Tabla 4.14. TBN calculado por medio de titulacin conductimtrica.
118

determinacin del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico para la
muestra No 1
119

potenciomtrica para la determinacin del TBN para la muestra N o1...
123
muestra No 2
123

127

127
muestra No 3
131
Tabla 4.21. TBN calculado por medio de titulacin potenciomtrica.
131
OS
D
A
RV
estandarizacin del mismo, empleando el mtodoE
potenciomtrico.
S
E
R
Tabla 4.23. Volmenes de hidrxido
de
sodio consumido y conductividad
S
O
H
C
E
elctrica para la R
E determinacin del TAN, empleando el mtodo
D
132
135

conductimtrica para la determinacin del TAN para la muestra N o1...
139

elctrica
para
la
determinacin
del
TAN,
empleando
el
mtodo
139

143

elctrica
para
la
determinacin
del
TAN,
empleando
el
mtodo
143

147
Tabla 4.29. TAN calculado por medio de titulacin conductimtrica.
147
Tabla 4.30. Contraste estadstico para la determinacin del TBN mediante

los
mtodos
conductimtrico
potenciomtrico
para
la
muestra
No1
148

los mtodos conductimtrico y potenciomtrico para la muestra N o2
149

los mtodos conductimtrico y potenciomtrico para la muestra N o3...
149
Tabla 4.33. Contraste estadstico para la determinacin del TAN mediante
OS
D
A
RV
el mtodo conductimtrico....
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
150
NDICE DE FIGURAS
pg.
Figura 2.1. Curva de titulacin conductimtrica de un cido fuerte con una
base fuerte......
48
Figura 2.2. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M con

NaOH.......
Figura 2.3. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10
-3
49
M con
NH3.......
OS
D
A
NaOH.......
RV
E
S
E
R
Figura 2.5. Curva de titulacin S
conductimtrica
de HAc 10 M con
O
H
NaOH...
EC
R
E
D de titulacin conductimtrica de HAc 10 M con
Figura 2.6. Curva
50
Figura 2.4. Curva de titulacin conductimtrica de H3BO3 10-3 M con

51
-3
52
-3
NH3.......
53
Figura 2.7. Curva de titulacin conductimtrica de HAc 10-3 M con

HCl.......
54
Figura 2.8. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M y HAc 10-3 M

con NaOH...........
55
Figura 2.9. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M y HAc 10-3 M

con NH3...........
55
Figura 2.10. Curva de titulacin conductimtrica de H2C2O4 10-3 M con

NH3.......
56
Figura 2.11. Mtodo directo..
59
Figura 2.12. Mtodo de la primera derivada..
60
Figura 2.13. Mtodo de la segunda derivada
61
Figura 2.14. Mtodo de Gran...
62
Figura 2.15. Sistema tpico de electrodos para la medicin potenciomtrica

del pH...
Figura 2.16. Grfica de probabilidad para una distribucin normal
65
aproximada..
80
Figura 4.1. Curva de estandarizacin de la solucin de HCl..
103
Figura 4.2. Mtodo de la segunda derivada para detectar el punto de

equivalencia para la determinacin de la concentracin de la solucin de
HCl
104
Figura 4.3. Curva de titulacin conductimtrica para la determinacin del

TBN en la prueba No1 de la muestra No1 de aceite lubricante..
106
Figura 4.4. Mtodo de la segunda derivada para la localizacin del punto de

equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba N o1 de la muestra
OS
D
A
RV
Figura 4.5. Curva de titulacin conductimtricaE
para
la determinacin del
S
E
TBN en la prueba N 2 de la muestraS
N 1R
de aceite lubricante..
O
H
C derivada para la localizacin del punto de
Esegunda
Figura 4.6. Mtodo de
la
R
E
D
No1 de aceite lubricante utilizando el mtodo conductimtrico..
o
107
107
equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba No2 de la muestra

108

TBN en la prueba No3 de la muestra No1 de aceite lubricante
108

equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba N o3 de la muestra
109

110
Figura 4.10. Mtodo de la segunda derivada para la localizacin del punto

de equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba N o1 de la
muestra No2 de aceite lubricante utilizando el mtodo conductimtrico...
111

112

112

112

113

114

OS
D
A
RVla determinacin del
Figura 4.17. Curva de titulacin conductimtricaE
para
S
E
N 3R
O
H
C
E
Figura 4.18. MtodoR
DE de la segunda derivada para la localizacin del punto

o
115
115

116

116

117
Figura 4.21. Curva de titulacin potenciomtrica para la determinacin del

120

muestra No1 de aceite lubricante utilizando el mtodo potenciomtrico..
119

121

121

TBN en la prueba No3 de la muestra No1 de aceite lubricante.................
122

122

124

OS
D
A
RVla determinacin del
Figura 4.29. Curva de titulacin potenciomtricaE
para
S
E
N 2R
O
H
C
E
Figura 4.30. MtodoR
DE de la segunda derivada para la localizacin del punto
o
124
125
de equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba No2 de la

125

126

126

128

128

129

129

130

130
Figura 4.39. Curva de estandarizacin del NaOH
133
Figura 4.40. Mtodo de la segunda derivada para detectar el punto de

equivalencia para la determinacin de la concentracin del NaOH..
134
OS
D
A
V
R
Figura 4.42. Mtodo de la segunda derivada para
la localizacin
del punto
E
S
E
Rdel TAN en la prueba N 1 de la
de equivalencia para la determinacin
S
O
CH utilizando el mtodo conductimtrico...
E
muestra N 1 de aceite
lubricante
R
E
D
TAN en la prueba No1 de la muestra No1 de aceite lubricante..
136
136
137

de equivalencia para la determinacin del TAN en la prueba N o2 de la
137

138

138

140

de equivalencia para la determinacin del TAN en la prueba No1 de la
140

141

141

142

142
OS
D
A
V
R
Figura 4.54. Mtodo de la segunda derivada para
la localizacin
del punto
E
S
E
Rdel TAN en la prueba N 1 de la
de equivalencia para la determinacin
S
O
CH utilizando el mtodo conductimtrico...
E
muestra N 3 de aceite
lubricante
R
E
D
144
144
145

145

146

146
Khordor M., Daniel Z.; Rincn V., Andrea P. COMPARACIN DE LOS

METODOS DE TITULACIN POTENCIOMTRICA Y CONDUCTIMTRICA
PARA LA DETERMINACIN DEL TAN Y TBN EN ACEITES LUBRICANTES
Trabajo Especial de Grado para optar al ttulo de Ingeniero Qumico. Universidad
Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Escuela de Ingeniera Qumica.
Maracaibo, Venezuela. 2013. 160 p.
RESUMEN
En el presente Trabajo Especial de Grado se compararon los mtodos de
titulacin potenciomtrica y conductimtrica para la determinacin del nmero de
acidez total (TAN) y nmero de basicidad total (TBN). Para la comparacin de los
mtodos de titulacin se seleccion como muestras de estudio aceites lubricantes
de diferentes marcas, tomando como referencia la demanda y disponibilidad de los
mismos. La evaluacin de los mtodos se realiz a travs de parmetros
estadsticos que definen la precisin y exactitud como la media, desviacin
estndar, error estndar y porcentaje de error. Los resultados estadsticos para la
comparacin de los mtodos indicaron que para la determinacin del TBN el
mtodo de titulacin conductimtrica presenta una mayor exactitud y precisin,
debido a que posee menor desviacin estndar y porcentaje de error. Como las
diferencias estadsticas entre ambos mtodos no son tan amplias no se debe
descartar el mtodo potenciomtrico para el clculo del TBN. Para la
determinacin del TAN se observ una desviacin estndar y un porcentaje de
error elevado utilizando el mtodo conductimtrico, con respecto a los obtenidos
en la determinacin del TBN mediante el mismo mtodo, sin embargo ste mtodo
es considerado efectivo para el clculo del TAN.
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Palabras claves: Nmero de Acidez Total (TAN), Nmero de Basicidad Total

(TBN), titulacin conductimtrica, titulacin potenciomtrica.
Direcciones electrnicas: danielzeid@hotmail.com; andrerincon.15@gmail.com
Khordor M., Daniel Z.; Rincn V., Andrea P. COMPARISON OF THE

CONDUCTOMETRIC AND POTENTIOMETRIC TITRATION METHODS FOR
THE DETERMINATION OF TAN AND TBN IN LUBRICANTS OILS Trabajo
Especial de Grado para optar al ttulo de Ingeniero Qumico. Universidad Rafael
Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Escuela de Ingeniera Qumica. Maracaibo,
Venezuela. 2013. 160 p.
ABSTRACT
In this degree thesis the conductometric and potentiometric titration methods were
compared to determine the total acid number (TAN) and total base number (TBN)
in lubricants oil. To compare the titration methods lubricants oils of different brands
were selected as study samples, with reference to the demand and availability
thereof. The methods assessment was effected using statistical parameters that
define the precision and accuracy as mean, standard deviation, standard error and
percentage error. The statistical results for the comparison of the methods
indicated that for the determination of TBN the conductometric titration method has
greater precision and accuracy, because it has lower standard deviation and
percentage error. As the statistical differences between the two methods are not as
wide the potentiometric method for the calculation of TBN should not be discarded.
For determination of TAN, an elevated standard deviation and percentage error
was observed using the conductometric method, in comparison to those obtained
in the determination of TBN by the same method, wich means that this method is
not reliable for the calculation of TAN in lubricants oil, however, conductimetric
titration method is considerate an effective method for the calculation of TAN.
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Keywords: Total Acid Number (TAN), Total Base Number (TBN), conductometric
titration, potentiometric titration.
Email addresses: danielzeid@hotmail.com; andrerincon.15@gmail.com
INTRODUCCIN
Los aceites lubricantes se componen de un aceite base y un aditivo (substancia
activa). Los aditivos mejoran las propiedades de los aceites base, por ejemplo, en
cuanto a la estabilidad frente a la oxidacin, la proteccin contra la corrosin, la
proteccin contra el gripado o el comportamiento viscosidad-temperatura.
Adems, se optimizan las propiedades de sistema como el rozamiento (esttico) y
desgaste en la direccin deseada. Existen dos tipos de lubricantes, los que son
derivados de la destilacin del petrleo, es decir, de origen natural, y los
provenientes de reacciones petroqumicas. Los primeros son llamados lubricantes
minerales y los segundos se denominan sintticos.
OS
D
A
RV
E
S
E
R
La acidez o alcalinidad de un lubricante
S es una de las propiedades ms definitorias
O
H
del mismo. En los aceites
nuevos proporciona informacin sobre el grado de refino
EC
R
E
y la cantidad yD
tipo de aditivos del aceite. En los aceites usados aporta datos sobre
el nivel de degradacin como la oxidacin, contaminacin, estado de sus aditivos,
entre otros.
El nmero de acidez total (TAN) y el nmero de basicidad total (TBN) son
parmetros utilizados para calificar la calidad de un aceite lubricante. Mediante el
anlisis qumico cuantitativo es posible determinar los miligramos de hidrxido de
potasio (KOH) necesarios para neutralizar todos los constituyentes cidos (TAN) y
los miligramos equivalentes de hidrxido de potasio requeridos para neutralizar las
bases (TBN), presentes en un gramo de aceite.
En este sentido, el presente trabajo de grado se fundament en comparar los
mtodos de titulacin potenciomtrica y conductimtrica para la determinacin del
nmero de acidez total y el nmero de basicidad total, con el fin de contrastar
estadsticamente las valoraciones realizadas con ambos mtodos y de esta
manera poder obtener conclusiones sobre el comportamiento de los mtodos en
torno a los resultados analticos obtenidos por los mismos.
22
As mismo, mediante estas conclusiones se podrn generar recomendaciones

para mejorar las tcnicas de anlisis en las valoraciones respectivas, empleadas a
nivel de laboratorio en diversas empresas e instituciones que produzcan aceites
lubricantes o analicen la calidad de los mismos.
El trabajo de grado se encuentra estructurado en cuatro (4) captulos, en el
Captulo I se presenta el problema de la investigacin, as como su objetivo
general y especficos, la justificacin y la delimitacin del estudio. En el Captulo II
se incluyen las diversas referencias obtenidas de trabajos anteriores y adems se
OS
D
A
RV
exponen un conjunto de trminos y definiciones tericas que le dan significado a la
SE
E
R
OS
misma, respaldadas por diversos autores. El Captulo III describe la metodologa

empleada para llevar a cabo los objetivos planteados, e incluye el tipo y diseo de
CH
E
R
DEEn el Captulo IV se presentan los resultados obtenidos en la
la investigacin.
investigacin, descripcin de los instrumentos de recoleccin de datos y fases de
investigacin y su anlisis correspondientes, sustentados por diferentes tablas de

registro y grficos.
CAPTULO I
EL PROBLEMA
En el siguiente captulo se indica una descripcin detallada del problema

planteado en la investigacin. Se presentan los objetivos que se pretenden
alcanzar en el trabajo especial de grado, junto con los beneficios y la utilidad de
llevar a cabo el mismo. Igualmente, se presenta la delimitacin del estudio,
OS
D
A
RV
especificando el lugar de ejecucin, periodo comprendido y los conocimientos

aplicados.
1.1.
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
Planteamiento del problema
Los lubricantes son aceites utilizados para disminuir la friccin y el desgaste

originados en las piezas del motor, tambin sirven como refrigerante y protector en
las partes internas del motor. Los lubricantes estn compuestos por un aceite base
y un conjunto de aditivos, los cuales permiten que ste adquiera las propiedades
necesarias para cumplir con las funciones anteriormente mencionadas. Existen
dos tipos de lubricantes, los que son derivados de la destilacin del petrleo, es
decir, de origen natural, y los provenientes de reacciones petroqumicas. Los
primeros son llamados lubricantes minerales y los segundos se denominan
sintticos.
Es preciso sealar la importancia del nmero de acidez total (TAN) y el nmero de
basicidad total (TBN) presente en los distintos lubricantes, el primero indica la
cantidad de masa en miligramos (mg) de hidrxido de potasio (KOH) necesario
para neutralizar los cidos presentes en un gramo de muestra del lubricante, a su
vez el TBN indica la cantidad de cido expresada en trminos del nmero
equivalente de miligramos de hidrxido de potasio, que se requiere para
neutralizar todos los constituyentes bsicos presentes en un gramo de aceite. Un
24
elevado TAN o bajo TBN por lo general indica que existe oxidacin y degradacin
del lubricante, esto puede ser la causa para que un lubricante presente una
tendencia corrosiva impidiendo el logro de las funciones para el cual han sido
diseados, por ejemplo, la corrosin afecta a los metales amarillos y aceros al
carbono presentes en las piezas que componen el motor.
Por las razones anteriormente mencionadas, es importante la determinacin de
parmetros como el TAN y TBN, debido a que, influyen en la calidad y vida til que
pueda presentar el aceite.
OS
D
A
RV
Los anlisis mediante titulaciones o valoraciones constituyen un amplio y valioso
SE
E
R
S de una disolucin de concentracin
estos anlisis se determina elO
volumen
H
C
E
R
conocida (disolucin
valorante)
que se necesita para reaccionar con todo el
E
D
analito, y en base a este volumen se calcula la concentracin del analito en la
conjunto de procedimientos cuantitativos muy utilizados en qumica analtica. En
muestra. La valoracin culmina cuando se alcanza el punto estequiomtrico o

punto de equivalencia. Para ello se utilizan indicadores que cambian de color
cuando se alcanza dicho punto.
Sin embargo, la deteccin del punto de equivalencia observando el cambio de
color por medio de indicadores resulta poco precisa. Por esta causa, se recurre a
la utilizacin de mtodos electroqumicos como la potenciometra y conductimetra
donde el punto estequiomtrico puede ser determinado con exactitud.
Las valoraciones conductimtricas se basan en la medida del cambio de la
conductancia de una disolucin a medida que se agrega el reactivo valorante. Si
se grafican los valores de conductancia en funcin del volumen de valorante
agregado, se obtendrn dos rectas de pendientes diferentes, de cuya interseccin
se podr obtener el punto final de una valoracin. En cuanto a las titulaciones
potenciomtricas, la valoracin implica dos tipos de reacciones: Una reaccin
qumica clsica, base de la valoracin y que tiene lugar al reaccionar el reactivo
valorante aadido a la solucin, o generado culombimtricamente, con la
25
sustancia a valorar y una o varias reacciones electroqumicas indicadoras de la

actividad, concentracin, sustancia a valorar, del reactivo o de los productos de
reaccin. De esta forma, el valor del potencial medido por el electrodo indicador
vara a lo largo de la valoracin, traducindose el punto de equivalencia por la
aparicin de un punto singular en la curva generada al graficar el volumen en
funcin del potencial.
El objetivo de ste trabajo de investigacin fue emplear los mtodos de titulacin
potenciomtrica y conductimtrica, con el fin de comparar ambos mtodos de
OS
D
A
RV
anlisis, en la determinacin del nmero de acidez total (TAN) y nmero de
SE
E
R
OS
basicidad total (TBN), ambas tcnicas permitieron localizar el punto de

equivalencia de las titulaciones. As mismo, se aplicaron mtodos estadsticos
CH
E
R
DE
para la evaluacin de los resultados analticos obtenidos.
1.2.
Objetivos
A continuacin se presentan los objetivos generales y especficos a llevar a cabo a

lo largo de la investigacin, estos son necesarios para plasmar los pasos
requeridos para la solucin del problema.
1.2.1.
Objetivo General
Comparar los mtodos de titulacin potenciomtrica y conductimtrica para la

determinacin del TAN y TBN en aceites lubricantes.
1.2.2.
Objetivos Especficos
1. Desarrollar una metodologa para la seleccin de diversos aceites

lubricantes.
2. Determinar el TBN utilizando los mtodos de titulacin potenciomtrica y
conductimtrica.
26
3. Determinar el TAN utilizando los mtodos de titulacin potenciomtrica y

conductimtrica.
4. Contrastar estadsticamente los mtodos de titulacin evaluados.
1.3.
Justificacin
Fue conveniente llevar a cabo esta investigacin ya que no se conoce con

exactitud cmo influyen los mtodos de titulacin electroqumicos en la
OS
D
A
RV
determinacin del nmero de acidez total (TAN) y numero de basicidad total (TBN)
presente en aceites lubricantes. Por esta razn, se evaluaron los mtodos
SE
E
R
OS mencionados.
el clculo de los parmetros anteriormente
H
C
E
R
E
D
Los mtodos de titulacin o valoracin son imprescindibles para el control de
potenciomtrico y conductimtrico, determinando as, el mtodo ms preciso para
calidad de los aceites lubricantes, ya que un nivel alto de TAN y un descenso del
TBN pueden ocasionar la oxidacin y degradacin del lubricante disminuyendo la
vida til del mismo.
Los resultados analticos y estadsticos obtenidos evaluando los aceites
seleccionados sirven como aporte para la ciencia de la qumica, especficamente
en la rama de la qumica analtica para seguir desarrollando mtodos efectivos
que estn al alcance de todos segn las condiciones de trabajo.
En tal sentido, la investigacin desde el marco metodolgico present un estudio
sistemtico por cuanto sigue cuidadosamente los pasos del mtodo cientfico,
logrando ser empleada tanto de gua y antecedentes a otras investigaciones que
manejen el mismo tema de estudio, como de base para la toma de decisiones en
diversas empresas con respecto al mtodo analtico utilizado para la supervisin
de la calidad de aceites lubricantes.
27
1.4.
Delimitacin
1.4.1.
Delimitacin Espacial
Las muestras de aceites lubricantes nuevos fueron recolectadas en varios puntos

de ventas del mismo, en la ciudad de Maracaibo, estado Zulia. Los anlisis se
llevaron a cabo en la Universidad Rafael Urdaneta (URU), especficamente en el
laboratorio de qumica.
OS
D
A
V meses, comprendidos
La investigacin se llev a cabo en un perodo
de
Rocho
E
S
E
entre enero y agosto del ao 2013. S R
HO
C
E
ER
D
1.4.3. Delimitacin Cientfica
1.4.2.
En
la
Delimitacin Temporal
presente
investigacin
se
aplicaron
conocimientos
de
mtodos
instrumentales de anlisis, qumica general, orgnica y analtica, se rigi por las

normas ASTM para aceites lubricantes. Los mtodos utilizados para las pruebas
fueron el potenciomtrico y conductimtrico con el fin de precisar el mtodo ms
efectivo para la determinacin del TAN y TBN en lubricantes.
CAPITULO II
MARCO TERICO
En el siguiente captulo se presentan diversas referencias obtenidas de previas

investigaciones realizadas por diversos autores, con el fin de orientar la
investigacin y respaldar los conceptos desarrollados en el trabajo especial de
grado, adems de desarrollar un conjunto de fundamentos tericos que permiten
OS
D
A
RV
abordar el problema de estudio y la comprensin del problema planteado.

Igualmente, se presenta una tabla de variables en el cual se indican las variables
SE
E
R
OS
que se quieren conocer y cuantificar con el fin de lograr los objetivos propuestos y
CH
E
R
DE
obtener las conclusiones necesarias.
2.1. Antecedentes de la investigacin

Para llevar a cabo la presente investigacin fue necesaria la revisin y consulta de
investigaciones afines con la comparacin de la acidez total de diferentes marcas
de lubricantes con respecto a la norma ASTM.
Puelles (2007). Potenciometra aplicada a TAN y TBN en derivados del petrleo.
Artculo de investigacin del Instituto Nacional de Tecnologa Industrial, 6ta
Jornada de desarrollo e innovacin tecnolgica. Argentina.
La presente investigacin se refiere a la determinacin del nmero de acidez total
(TAN) y del nmero de basicidad total (TBN) en productos derivados del petrleo y
aceites lubricantes nuevos utilizando la titulacin potenciomtrica como mtodo
alternativo para el clculo de los parmetros anteriormente mencionados. Para
ste trabajo se tomaron como referencia las normas ASTM D 664 y ASTM D 2896.
El propsito es encontrar un mtodo opcional, confiable y ms rpido que la
titulacin colorimtrica usada hasta el momento, para adems aplicarlo al anlisis
29
de muestras coloreadas donde el visual no se puede utilizar. Para ambos

parmetros se analizaron muestras por las dos metodologas, titulacin
colorimtrica y potenciomtrica, obtenindose valores muy similares. Los
resultados obtenidos entre replicados de una misma muestra fueron repetitivos y
tambin se evalu la precisin del mtodo como desviacin estndar relativa
porcentual en condicin de repetitividad.
Lo expuesto anteriormente sirvi de base para la metodologa a utilizar en la
determinacin del nmero de acidez total (TAN) y el nmero de basicidad total
OS
D
A
RV
(TBN) en aceites lubricantes utilizando el mtodo de titulacin potenciomtrica.
SE
E
R
OS
Tambin ayud a desarrollar un modelo estadstico para garantizar que los

resultados obtenidos mediante el mtodo analtico utilizado sean confiables.
CH
E
R
DE
Muoz (2011). Confirmacin del mtodo analtico: Determinacin de nmero

cido en aceite crudo por titulacin potenciomtrica mediante el mtodo ASTM D664. Trabajo especial de grado para optar al ttulo de ingeniero qumico de la
Universidad Veracruzana.
La presente tesis tiene como objeto confirmar el mtodo de ensayo ASTM D 664,
el cual es utilizado para la determinacin del nmero de acidez total en aceite
crudo por titulacin potenciomtrica. La confirmacin de un mtodo, es la forma de
demostrar que el laboratorio est apegado a los diferentes lineamientos requeridos
bajo las normas de calidad que el cliente exige. Esta confirmacin se llev a cabo
para garantizar que el laboratorio cumple con las normas necesarias para realizar
el mtodo anteriormente sealado. En esta investigacin se calcularon algunos
parmetros como reproducibilidad, repetitividad e incertidumbre que ayudaron a la
confirmacin el mtodo.
Esta investigacin sirvi como punto de partida para la realizacin de la
investigacin ya que ayud a establecer una tcnica para determinar el nmero de
acidez total (TAN) y el nmero de basicidad total (TBN) siguiendo la norma ASTM,
utilizando como mtodo de anlisis la potenciometra. Algunos parmetros
30
estadsticos utilizados en el planteamiento anterior sirvieron de base para

comprobar la exactitud de los resultados obtenidos por el mtodo analtico
utilizado.
Prez (2011). Descripcin de los efectos del biodiesel en las propiedades
fisicoqumicas de los lubricantes. Trabajo especial de grado presentado ante la
Universidad de Oriente para optar al ttulo de ingeniero qumico.
En este trabajo se evalu el comportamiento de las propiedades fisicoqumicas de
un lubricante diesel ante la dilucin con biodiesel. Los anlisis de las propiedades
OS
D
A
RV
fisicoqumicas se realizaron bajo las normas ASTM. En la presente investigacin
SE
E
R
gravedad API, la gravedad especifica,
OS el ndice de viscosidad, el ndice de
H
C
E de acidez (TAN), este ltimo se calcul mediante el
R
basicidad (TBN) E
y el
ndice
D
se determin la viscosidad, el punto de fluidez, el punto de inflamacin, la
mtodo normalizado ASTM D-664. Los resultados demostraron que la dilucin del
combustible en el aceite lubricante reduce la viscosidad, produce agotamiento de

la reserva de alcalinidad en el aceite, indicado por la disminucin del nmero de
base total (TBN).
La investigacin presentada anteriormente sirvi de ayuda para definir una tcnica
en la determinacin del nmero de acidez total (TAN) y el nmero de basicidad
total (TBN) utilizando como mtodo de anlisis la conductimetra.
2.2. Bases tericas

2.2.1. Aceites lubricantes
Los lubricantes sirven de agente separador entre dos componentes de rozamiento
antagonista en movimiento relativo. Su tarea es la de impedir el contacto directo
entre estos elementos reduciendo el desgaste por un lado y, por otro lado,
reduciendo u optimizando el rozamiento. Adems, el lubricante puede refrigerar,
hermetizar los puntos de rozamiento, impedir la corrosin o disminuir los ruidos de
31
rodadura. Existen lubricantes slidos, pastosos, lquidos y gaseosos. La seleccin

se rige segn la construccin, el par de materiales, las condiciones del entorno y
los esfuerzos en el punto de rozamiento. (Bosch, 2005).
Los aceites lubricantes se componen de un aceite base y un aditivo (substancia
activa). Los aditivos mejoran las propiedades de los aceites base, por ejemplo, en
cuanto a la estabilidad frente a la oxidacin, la proteccin contra la corrosin, la
proteccin contra el gripado o el comportamiento viscosidad-temperatura.
Adems, se optimizan las propiedades de sistema como el rozamiento (esttico) y
desgaste en la direccin deseada. (Bosch, 2005).
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
2.2.1.1. Propiedades qumicas de los lubricantes
CH
E
R
Viscosidad
DE
La viscosidad es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un

fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos
conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una
aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones.
Es una medida de rozamiento que acontece entre las diferentes capas cuando un
lquido se pone en movimiento. Es un dato principal en el proceso de fabricacin y
en la inspeccin del proceso acabado; en el empleo de la lubricacin por aceite.
La viscosidad de un fluido puede medirse por un parmetro dependiente de la
temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad.
(Rodrguez, 2010).
Segn Albarracin (2013) los cambios de temperatura afectan a la viscosidad del
lubricante generando as mismo cambios en sta, lo que implica que a altas
temperaturas la viscosidad decrece y a bajas temperaturas aumenta. (p.30).
32
Consistencia
Resistencia a la deformacin que presenta una sustancia semislida, como por

ejemplo una grasa. Este parmetro se usa a veces como medida de la viscosidad
de las grasas. Al grado de consistencia de una grasa se le llama penetracin y se
mide en dcimas de milmetro. La consistencia, al igual que la viscosidad, vara
con la temperatura. (Albarracin, 2013).
Densidad
OS
D
A
RV
La densidad de un aceite lubricante se mide por comparacin entre los pesos de
SE
E
R
OS
un volumen determinado de ese aceite y el peso de igual volumen de agua
CH
E
R
lubricantes, normalmente
DE se indica la densidad a 15 C. (Rodrguez, 2010).
destilada, cuya densidad sera igual a uno (1), a igual temperatura. Para aceites
o
Lubricidad
Capacidad de un lubricante de formar una pelcula de un cierto espesor sobre una

superficie. Esta propiedad est relacionada con la viscosidad; a mayor viscosidad,
mayor lubricidad. En la actualidad suelen usarse aditivos para aumentar la
lubricidad sin necesidad de aumentar la viscosidad. (Albarracin, 2013).
Utuosidad
Es la propiedad que representa mayor o menor adherencia de los aceites a las

superficies metlicas a lubricar y se manifiesta cuando el espesor de la pelcula de
aceite se reduce al mnimo, sin llegar a la lubricacin lmite. (Albarracin, 2013).
33
Punto de inflamacin
El punto de inflamacin de un aceite lo determina la temperatura mnima a la cual

los vapores desprendidos se inflaman en presencia de una llama. (Rodrguez,
2010).
Punto de congelacin
Es la temperatura a partir de la cual el aceite pierde sus caractersticas de fluido
OS
D
A
RV
para comportarse como una sustancia slida. (Rodrguez, 2010).
SE
E
R
OS
2.2.1.2. Clasificacin de los aceites lubricantes
CH
E
R
DE
Aceites minerales
Los aceites minerales son los productos de destilacin y de refinado obtenidos del
petrleo o del carbn. Se componen de numerosos hidrocarburos de distinta
composicin qumica. En funcin de las proporciones que prevalecen, se habla de
aceites de base parafnica (hidrocarburos saturados en forma de anillo,
mayoritariamente con 5 o 6 tomos de carbono en el anillo) o ricos en aromticos
(por ejemplo, alquilbencenos). En determinadas circunstancias, estas substancias
se diferencian en gran medida por sus propiedades fisicoqumicas. (Bosch, 2005).
Aceites sintticos
Segn la empresa LUBTEK Lubricantes Industriales (2012), el lubricante sinttico

se puede definir como un producto elaborado a partir de una reaccin qumica
entre varios materiales de bajo peso molecular para obtener otro de alto peso
molecular con ciertas propiedades especficas superiores a los lubricantes
derivados directamente del petrleo.
34
Los lubricantes sintticos ameritan su utilizacin cuando se quieren ampliar las

frecuencias entre relubricaciones, reducir el consumo de potencia, disminuir la
reposicin de partes ( repuestos ) y alcanzar la mxima capacidad productiva de la
maquinaria
Antes
de
utilizar
estos
lubricantes,
es
necesario
analizar
minuciosamente la conveniencia de su empleo porque son ms costosos que los

derivados del petrleo, aunque bien utilizados, su costo real representa slo una
mnima diferencia respecto al valor inicial de adquisicin. El mayor costo se debe a
la serie de procesos qumicos adicionales a los cuales es necesario someter la
base primaria para obtener el lubricante sinttico deseado.
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Su utilizacin se recomienda en lugares de difcil acceso o en equipos que

debern funcionar con intervalos prolongados de cambio de aceite. Los aceites
CH
E
R
DEla base primaria. Su aplicacin adecuada minimiza la diferencia
necesario someter
sintticos son de mayor costo debido al proceso qumico adicional al cual es

en el costo de un lubricante comn.
2.2.2. Grasas lubricantes

Las grasas lubricantes son aceites lubricantes espesados. Frente a los aceites, las
grasas presentan la gran ventaja de que no se salen del punto de rozamiento. Por
ello, sera innecesario toar costosas medidas constructivas para la hermetizacin.
Como aceite base se utilizan sobre todo aceites minerales, pero en los ltimos
tiempos se van sustituyendo cada vez ms con los aceites completamente
sintticos, debido a los requisitos ms estrictos en cuanto a la estabilidad frente al
envejecimiento, al comportamiento de la fluidez en caso de temperaturas bajas, al
comportamiento viscosidad-temperatura.
El espesante sirve para aglutinar el aceite base. La mayora de veces se utilizan
jabones metlicos. Aglutinan el aceite en una estructura saponcea esponjosa
(micelas) mediante oclusiones y fuerzas de interaccin.
35
Los aditivos (sustancias activas) sirven para modificar de forma selectiva las
propiedades fisicoqumicas de la grasa lubricante en una direccin deseada.
(Bosch, 2005).
Tabla 2.1. Composicin de la grasa lubricante.
Aceites base
Espesantes
-
Jabones metlicos
(Li, Na, Ca, Ba, Al)
Aceites Minerales
-
Parafnicos
Naftnicos
Iones de Fe y de Cu,
SEE
R
OS
OS
D
A
RV
Inhibidores de la corrosin.
Aditivos de alta presin.
Aditivos para la proteccin
Policarbamidas
contra el desgaste
-
PTFE
Poliolo
-
Reductores del rozamiento.
Agente para mejorar la
PE
Fenilter
Politer perflurico
complejo
alquilaromticas
Silicona
Inhibidores de la oxidacin.
Normal hidrxido-
Substancias
Aceites dister
formador de complejos.
CH
E
R
DE
Aromticos
Poli--olefina
Aditivos
Bentonita
Geles de slice
(Bosch, 2005)
adherencia.
Detergentes, dispersantes.
36
2.2.3. Nmero de acidez total

La acidez o total acid number (TAN) es una medida tpica comparativa entre
aceites lubricantes nuevos y usados, para verificar su nivel de degradacin. En un
aceite su grado de acidez o alcalinidad puede venir expresado por su nmero de
neutralizacin, que se define como la cantidad de lcali o de cido (ambos
expresados en miligramos de hidrxido potsico), que se requiere para neutralizar
el contenido, cido o bsico, de un gramo de muestra, en las condiciones de
valoracin normalizadas del correspondiente ensayo.
OS
D
A
RV
(Ec. 2.1)
SE
E
R
El TAN se utiliza para determinar
la oxidacin en el aceite usado, ya que como
OS
H
C
E de oxidacin se forman determinados tipos de cidos.
R
subproductos delE
proceso
D
Cuando un aceite usado da un valor alto de TAN quiere decir que el aceite est
oxidado, ya que se compara con el TAN de la circular tcnica del aceite y su
diferencia es el incremento de acidez con respecto al aceite nuevo que lleva una
ligera idea de los cidos formados en el proceso de oxidacin.
Los aceites nuevos tienen una leve acidez, esto es producto del tipo de aditivo
utilizado para la formulacin del lubricante. Esto no quiere decir que el aceite
nuevo est oxidado porque tenga cierto nmero de acidez total. Es importante
resaltar que los aditivos utilizados en los aceites son productos qumicos que
proveen cierta acidez segn el tipo de compuesto o mezcla de compuestos
utilizados. (Echeverra, 2012).
El carcter cido de un lubricante viene determinado por la presencia de
sustancias cidas en el aceite. Se pueden distinguir dos tipos de acidez, la
mineral, originada por cidos residuales del refino y la orgnica, originada por
productos de la oxidacin y aditivos.
37
Durante el uso del lubricante, ste es sometido a temperaturas elevadas y a

esfuerzos mecnicos, lo cual tiene como resultado la degradacin progresiva del
aceite, producindose cambios en la composicin del aceite. Se originan
sustancias como resultado de la oxidacin y se reduce la capacidad protectora de
los aditivos. Este proceso se acelera al acercarse el final de la vida operativa del
aceite, lo que puede dar lugar a la formacin de lodos, barnices y depsitos
carbonosos en el sistema, disminucin de la viscosidad del aceite y hasta
corrosin en piezas metlicas. Por ello, la variacin de la acidez del aceite es un
buen indicador de su nivel de degradacin.
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
El grado de acidez tolerable depende del tipo de aceite y de sus condiciones de

utilizacin, si bien no deben sobrepasarse los lmites establecidos para el aceite
CH
E
R
DE
para evitar daos en los equipos o problemas de funcionamiento. (Albarracin,

2013).
2.2.4. Nmero de basicidad total

El nmero de base o basicidad total es la cantidad de cido expresada en
trminos del nmero equivalente de miligramos de hidrxido de potasio (KOH),
que se requiere para neutralizar todos los constituyentes bsicos presentes en un
gramo de aceite. (Mobil, 2012).
(Ec. 2.2)
Segn Gonzlez (2011) La basicidad o total base number (TBN) indica
lgicamente la capacidad de un lubricante para neutralizar la acidez. Su anlisis
tambin caracteriza las periodicidades de cambio. (p.179).
La alcalinidad de los aceites es debida a los aditivos que se incluyen en la
formulacin del mismo. Su funcin es la de neutralizar los cidos producidos por la
oxidacin (y en el caso de los motores de combustin interna, los producidos por
38
la combustin de combustible con alto contenido de azufre), evitando los efectos

nocivos que tiene la presencia de cidos en el aceite y prolongando la vida del
mismo. (Albarracin, 2013).
2.2.5. Conductimetra
El fenmeno de la corriente elctrica se genera por el movimiento de cargas entre
los electrodos entre los cuales se aplica una diferencia de potencial. Cuando
tratamos con conductores metlicos el transporte de carga es realizado
OS
D
A
negativa hacia el electrodo correspondiente. En este
V por tratarse de un solo
Rcaso,
E
S
E electrnico como homogneo, y
tipo de transportador se considera conductor
R
S
HO
para l es vlida la LeyE
deC
Ohm:
DER
exclusivamente por los electrones de los tomos de metal que llevan su carga
(Ec. 2.3)
Donde:
R es la resistencia del conductor (en Ohm, ), V es la diferencia de potencial
aplicada (en voltios, V) e I es la intensidad de corriente que circula a travs del
conductor (en amperios, A). Sin embargo, cuando la corriente circula a travs de
una solucin electroltica la carga es transportada por todos los iones, tanto los
positivos (cationes) como los negativos (aniones). En este caso, el conductor
inico tambin puede considerarse como homogneo (siempre y cuando no
existan fuerzas mecnicas o viscosas aplicadas), y al igual que el conductor
electrnico, seguir la Ley de Ohm. (Ruggera, 2010).
2.2.5.1. Resistencia, conductancia y conductividad

En ausencia de un campo elctrico, los iones se encuentran en un constante
movimiento debido a la agitacin por energa trmica. La distancia efectiva
39
recorrida por los iones en su conjunto es nula. Cuando se somete a dichos iones a
la accin de un campo elctrico, los mismos se movern, en un sentido u otro, de
acuerdo con la intensidad del campo elctrico aplicado, su carga y sus
posibilidades fsicas de moverse en la solucin.
ste fenmeno se conoce como migracin inica. Supongamos que una porcin
de una determinada solucin se aloja entre dos placas metlicas de rea A,
separadas por una distancia l, y a las que se aplica una diferencia de potencial E.
La resistencia entre los dos electrodos ser inversamente proporcional al rea A y
OS
D
A
RV
directamente proporcional a la distancia l y a la resistividad propia del medio
SE
E
R
OS
(solucin) a la conduccin de cargas .
CH
E
R
DE
(Ec. 2.4)
La inversa de la resistencia es la conductancia (L) cuya unidad es el Siemens (S),

tambin llamado ohm-1 o mho.
(Ec. 2.5)
Combinando las ecuaciones anteriores se obtiene:
(Ec. 2.6)
donde k es la conductividad de la disolucin (en S.cm-1), definida como la inversa

de la resistividad. De acuerdo con la esta ltima ecuacin la conductividad de una
disolucin es la conductancia de la misma cuando se encuentra encerrada entre
placas de 1 cm2 de rea y separadas por 1cm. En soluciones se requiere definir
los parmetros k y para agrupar en ellos todas las propiedades que dependen
de la naturaleza de la solucin y los iones disueltos en ella. Para una celda
determinada los parmetros A y l estarn determinados por su geometra y la
40
medida de la conductividad o la resistencia puede aportar fcilmente valiosa

informacin sobre caractersticas propias de la solucin. (Ruggera, 2010).
2.2.5.2. Conductancia molar y equivalente

La conductividad es una medida de la habilidad con que los portadores de carga
migran bajo la accin de un campo elctrico. Para el caso de un conductor inico
el valor de la conductividad depender del nmero de iones presentes en el
volumen entre las placas, es decir su concentracin. A fin de obtener una medida
OS
D
A
RV
normalizada, independiente de la concentracin se define la conductancia molar

(), definida como:
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
(Ec. 2.7)
donde C es la concentracin molar (mol.L-1) del electrolito ionizado. Un anlisis

dimensional revela que si [C] = mol.L-1 y [k]= S.cm-1 entonces se deben hacer
compatibles las unidades de longitud de k y C. Para ello tendremos en cuenta que
1 L equivale a 1000 cm3, por lo que las unidades para C se pueden expresar como
[C]= 10-3 mol.cm-3. De esta manera, las unidades para sern: []= S.cm2 .mol-1.
y si para C se utilizan las unidades de mol.L-1 y para k las de S.cm-1 entonces la
ecuacin que se deber usar para es en realidad:
(Ec. 2.8)
donde el factor 1000 da cuenta del cambio de unidades de litro (dm3) a cm3.
Debido a que algunos iones poseen carga mltiple, la cantidad de corriente que
pueden transportar (para determinado tamao inico) es mayor. Por esta razn y,
nuevamente, con el fin de normalizar la medida se introduce la magnitud
conductancia equivalente (eq), que considera a todos los iones como
monovalentes, es decir, de una sola carga. sto permite la comparacin de sus
valores por unidad de carga o, mejor dicho, por mol de cargas. Definimos como
41
eq a la conductancia de 1 equivalente de electrolito en un volumen de 1 L. La

relacin entre eq y es:
(Ec. 2.9)
Donde z representa la carga de la especie considerada. (Ruggera, 2010).
Tabla 2.2. Conductancias equivalentes a dilucin infinita (S.cm2eq-1) a 18C.
Electrolito
o
KCl
OS
D
A
RV 126.3
130.0
KNO3
CH
E
R
NaNO
DE
NaCl
SE
E
R
OS
108.9
105.2
K2SO4
133.0
Na2SO4
114.9
(Ruggera, 2010)
2.2.5.3. Variacin de la conductividad con la concentracin

Se llama electrolito fuerte a aquellos que en solucin se encuentran totalmente
disociados. Por el contrario, electrolitos dbiles son aquellos que se encuentran
asociados a contraiones en alguna medida. En una solucin ideal de un electrolito
fuerte la conductancia molar es independiente de la concentracin. En otras
palabras, la conductividad es directamente proporcional y lineal con la
concentracin. Sin embargo, la conductancia molar de las soluciones reales vara
con la concentracin del electrolito debido a que existen interacciones entre iones.
El comportamiento general es el mismo para todos los electrolitos. Existe un
aumento inicial de la conductividad a medida que aumenta es la concentracin
hasta un valor mximo, lo cual se explica por existir un mayor nmero de iones
dispuestos para la conduccin. A partir de un determinado valor de concentracin
42
(valor que es generalmente alto), la conductividad comienza a disminuir debido a

que las interacciones asociativas entre los iones dificultan la conduccin de la
corriente. En algunos de ellos esta situacin no existe pues la solubilidad del
compuesto no lo permite. (Ruggera, 2010).
La concentracin de una disolucin de un cido o una base se puede valorar
midiendo la variacin de conductancia que se observa cuando se le agrega
respectivamente una base o un cido de concentracin conocida, pues a partir de
las medidas conductimtricas se deduce fcilmente el punto final de la reaccin de
neutralizacin.
OS
D
A
RV
SE
E
R
reacciones cido-base, por el hecho
OS de que las conductancias inicas de H+ y
H
C
Ea las de los dems iones.
R
OH- son muy superiores
E
D
Este tipo de valoraciones conductimtricas se ve muy favorecido en el caso de
As, en la valoracin del HCl, a ir apareciendo en la disolucin iones Na+ y, por

consiguiente desapareciendo H+, ir descendiendo la conductividad de la
disolucin hasta llegar a un punto llamado punto de equivalencia o de
neutralizacin, en el que la conductividad slo se debe a los iones Cl- y Na+
presentes en el medio; pero si se sigue aadiendo ms cantidad de base fuerte los
iones OH- aparecern en las disolucin, con el consiguiente aumento de la
conductancia de la misma. (Brunatti y De Napoli, 2010).
2.2.5.4. Variacin de la conductancia con la concentracin: Ley de

Kohlrausch
Las medidas realizadas por F.W. Kohlrausch en 1894 de conductancia molar para
diferentes electrolitos mostraron dos tipos de comportamiento.
Por un lado, los electrolitos verdaderos (fuertes), como el KCl, el HCl, etc.,
muestran una disminucin lineal de la conductancia molar con la raz cuadrada de
la concentracin. Por otro lado, los electrolitos potenciales (dbiles), como el cido
43
actico, sulfato de nquel, el agua, etc., muestran valores mximos de

conductancia molar cuando C 0 (dilucin infinita), pero disminuyen rpidamente
a valores bajos cuando aumenta la concentracin.
Los electrolitos verdaderos son sustancias que estn completamente ionizadas en
disolucin, por lo que la concentracin de iones dispuestos para la conduccin es
proporcional a la concentracin del electrolito. Sin embargo, existe cierta
relatividad en la denominacin verdadera y potencial ya que la ionizacin depende
fuertemente de la naturaleza del disolvente y de la temperatura.
OS
D
A
RV
Para los electrolitos verdaderos, Kohlrausch demostr que:

(Ley de Kohlrausch)
donde o
SE
E
R
OS
(Ec. 2.10)
CH
E
R
E
es la
molar lmite y A es un coeficiente que depende de la
Dconductividad
naturaleza del electrolito, del disolvente y de la temperatura.
La pronunciada dependencia entre la conductancia molar y la concentracin para

los electrolitos dbiles se debe al desplazamiento del equilibrio:
MA(ac)
M+(ac) + A-(ac)
hacia la derecha cuando C 0. La conductividad depende del nmero de iones

presentes en disolucin y, por ende, del grado de disociacin del electrolito.
(Ruggera, 2010).
2.2.5.5. Ley de las Migraciones Independientes de los Iones

Kohlrausch tambin demostr que o, para cualquier electrolito, se puede
expresar como la suma de las contribuciones de las conductancias inicas de
cada una de las especies constituyentes. Llamando + y - a las conductancias
molares respectivas de los cationes y los aniones, la expresin matemtica de la
Ley de las Migraciones Independientes de los Iones es:
44
(Ec. 2.11)
donde z+ y z- es el numero de oxidacin de los cationes y aniones respectivamente
por frmula unidad del electrolito.
La conductividad de una mezcla, de acuerdo con la Ley de las Migraciones
Independientes de los iones puede ser calculada mediante la siguiente ecuacin:
(Ec. 2.12)
S
O
D
A
conductividad equivalente de las especies inicas respectivamente.
Ntese que
RV
E
S
E
este clculo es posible dado que la R
conductividad
es una propiedad aditiva.
S
O
(Ruggera, 2010).
CH
E
R
DE
donde es la constante de la celda y Ci y oi representan la concentracin y la
2.2.5.6. Medida de la conductancia
Fuentes de poder y puentes de resistencia
La medida de la resistencia elctrica de una disolucin es la base de la medida de

la conductancia de la misma. Para ello, se incorpora una celda de conductividad a
un puente de Wheatstone pero con una fuente alterna, es decir, un puente de
Kohlrausch, con el cual se elimina por completo la polarizacin puesto que las
corrientes originadas ons imtricas y opuestas.
Las celdas pueden tener diferentes configuraciones fsicas dependiendo de las
necesidades de la medida, que pueden incluir consideraciones acerca de su
volumen o espacio.
La mayora de las celdas se construyen con dos electrodos (chapas) de Pt fijos al
vidrio de la misma, en campana para evitar cambios en la geometra de la misma.
Las chapas de Pt son recubiertas de Pt finamente dividido, para evitar la
polarizacin (reacciones netas en los electrodos) y la corrosin de los mismos. La
45
campana de vidrio funciona de manera de evitar el movimiento brusco del

electrolito (debido a una mala operacin) y falsear la medida realizada. El valor de
constante k de la celda caracteriza a la misma. Las celdas con valores de
constante en el entorno de 1 cm-1 usualmente poseen electrodos pequeos y
espaciados, mientras que las celdas con valores de constante en el entorno de 0.1
cm-1 poseen electrodos grandes y poco espaciados. Como k es un factor que
refleja una configuracin fsica particular de la celda, el valor observado de la
conductancia debe ser multiplicado por el valor determinado de la constante de la
celda para obtener la conductividad. Por ejemplo, para una lectura de
OS
D
A
RV2010).
conductividad ser de 200 x 0.1 = 20 S.cm . (Ruggera,
E
S
E
R
S
HO
C
E
2.2.5.7. Determinacin
DER de la constante de celda
conductancia de 200 S usando una celda de constante 0.1 cm-1, el valor de

-1
Ruggera (2010, p.8) expresa que:

En teora, una celda de conductividad de valor = 1 cm-1 estara
formada por dos electrodos de 1 cm2 de superficie, separados una
distancia de 1 cm. Sin embargo, el valor de la constante de la celda no
queda determinado exclusivamente por los valores de l y A, ya que la
superficie de los electrodos no es perfectamente lisa. As, solamente
una superficie de platino pulida a espejo posee un rea real
prcticamente igual a la geomtrica. Sin embargo, una superficie de
platino rugoso (platino platinado o negro de platino) posee un rea real
100 o 1000 veces mayor que la geomtrica. Con esto no se conoce a
priori, lo que se hace es calibrar la celda con una disolucin de
conductividad conocida.
Entre ambos electrodos se establece un campo elctrico homogneo
que provoca el movimiento de los iones de acuerdo con sus cargas.
Pero en los bordes de los electrodos, las lneas de campo elctrico no
son perpendiculares a la superficie del electrodo, lo que implica una
mayor rea efectiva, en una cantidad A. De esta manera, la constante
de la celda vendr dada por:
(Ec. 2.13)
46
Como normalmente no es posible medir el aumento del rea debido a

los efectos de borde, el valor de no puede ser determinado
tericamente.
Para poder determinar experimentalmente (calibrar) el valor de se
mide la conductancia de una disolucin patrn de conductividad
conocida. El valor de vendr dado por:
(Ec. 2.14)
OS
D
A
La conductividad de una disolucin a una concentracin
RV electroltica determinada
E
S
E el cambio en la conductividad en
cambia con la temperatura. La relacin
entre
R
S
O
C
funcin de la temperatura
seH
describe en trminos del coeficiente de temperatura
E
R
E
D
para la disolucin. Estos coeficientes de temperatura varan con la naturaleza y
2.2.5.8. Influencia de la temperatura
concentracin del electrolito.

Usualmente,
los
electrnicamente
conductmetros
las
medidas
tienen
por
los
la
capacidad
cambios
de
de
compensar
temperatura.
Esta
compensacin puede realizarse manualmente o estar fija en un valor usual (por

ejemplo: 2.1%), dependiendo del equipo. Por definicin, un valor de conductividad
compensado por cambio de temperatura es la conductividad que tendra la
disolucin a la temperatura de referencia (que puede ser distinta de la temperatura
de trabajo). Esta temperatura de referencia puede ser 20 o 25C, y cuanto ms
cercana sea la temperatura de medida a la temperatura de referencia, menor ser
el error cometido. (Ruggera, 2010).
2.2.5.9. Titulaciones conductimtricas

Las valoraciones conductimtricas se basan en la medida del cambio de la
conductancia de una disolucin a medida que se agrega el reactivo valorante. La
conductancia de una disolucin vara, entre otros factores, con el nmero, tamao
47
y carga de los iones, por lo que iones diferentes contribuirn en forma diferente a
la conductancia de una disolucin.
De esta manera, durante una valoracin, la sustitucin de algunas especies
inicas por otras producir un cambio en la conductancia, el cual puede ser
ventajosamente aprovechado para determinar el punto final de una valoracin. En
las valoraciones conductimtricas, la conductancia de la disolucin a valorar se
mide luego de la adicin de cantidades determinadas de reactivo valorante. Si se
grafican los valores de conductancia en funcin del volumen de valorante
OS
D
A
RV
agregado, se obtendrn dos rectas de pendientes diferentes, de cuya interseccin
SE
E
R
S la grfica de conductancia vs. volumen
Por ejemplo, en la Figura 2.1. se
Omuestra
H
C
E la valoracin conductimtrica de una disolucin de
R
de NaOH agregado
durante
E
D
HCl con NaOH. A medida que se agrega el reactivo valorante (NaOH), los H del
se podr obtener el punto final de una valoracin.
HCl van siendo consumidos por los OH- para formar agua. Estos H+ son
progresivamente sustituidos por iones Na+, los cuales poseen una menor
conductancia inica que los H+, y por lo tanto la conductancia de la disolucn
disminuye. Luego del punto equivalente, el exceso de iones Na+ y OH- provoca el
aumento de la conductancia de la disolucin verificndose la segunda recta que se
muestra en la figura. La pendiente de la recta correspondiente a la fase final de la
valoracin (ms all del punto equivalente) es menor que la pendiente inicial
debido a que la suma de las conductividades inicas del Na+ y el OH- es menor
que la correspondiente suma para los iones H+ y Cl-. (Ruggera, 2010).
48
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.1. Curva de titulacin conductimtrica de un cido fuerte con una base
fuerte. ( Ruggera, 2010).
CH
E
R
DE
Titulaciones cido-Base
Las titulaciones de neutralizacin se adaptan particularmente bien al punto final

conductimtrico, debido a la conductancia muy alta de los iones H3O+ y OHcomparada con la conductancia de los productos de reaccin. (Brunatti y De
Napoli, 2010).
Titulacin de cido fuerte con base fuerte y base dbil
La Figura 2.2. muestra la curva de titulacin conductimtrica de una solucin 10-3

M de cido clorhdrico con hidrxido de sodio.
49
OS
D
A
RV
SE
E
R
Figura 2.2. Curva de titulacinS
conductimtrica de HCl 10
O
H
EC(Brunatti y De Napoli, 2010)
R
E
D
-3
M con NaOH
La conductancia primero disminuye, debido al reemplazo del ion hidronio por un

nmero equivalente de iones sodio de menor movilidad y luego del punto de
equivalencia, aumenta rpidamente con el agregado de base fuerte debido al
aumento de las concentraciones de iones sodio y oxhidrilo (este ltimo de alta
conductividad). En la prctica, con excepcin de la regin inmediata al punto de
equivalencia, hay una excelente linealidad entre conductancia y volumen; por lo
tanto, slo se necesitan dos o tres mediciones a cada lado del punto de
equivalencia para trazar las rectas en cuya interseccin se encuentra el punto
final. Esta titulacin es de inters prctico cuando las soluciones son oscuras o
muy coloreadas.
El cambio porcentual en la conductividad durante la titulacin de un cido o base
fuerte es el mismo, cualquiera que sea la concentracin de la solucin. As,
pueden analizarse soluciones muy diluidas (10-3 - 10-4 M) con una precisin
comparable a otras ms concentradas.
La Figura 2.3. muestra la titulacin de un cido fuerte como el cido clorhdrico
con una base dbil como el amonaco. La primera rama del grfico refleja la
50
desaparicin de los iones hidrgeno durante la neutralizacin pero luego del punto
final, el grfico se vuelve casi horizontal, dado que el exceso de amonaco no se
ioniza en presencia de amonio. (Brunatti y De Napoli, 2010).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.3. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M con NH3 (Brunatti y
De Napoli, 2010)
Titulacin de cidos o bases dbiles
La Figura 2.4. ilustra la aplicacin del punto final conductimtrico a la titulacin de

cido brico (ka=610-10) con base fuerte. Esta reaccin es tan incompleta que un
punto final potenciomtrico o un punto final con indicador sera insatisfactorio. En
las primeras etapas de la titulacin, se establece rpidamente un amortiguador
(buffer) que determina una concentracin de iones hidronio relativamente pequea
y constante en la solucin. Los iones oxhidrilo agregados son consumidos por este
amortiguador y por lo tanto no contribuyen directamente a la conductividad. Sin
embargo, se produce un aumento gradual de la conductancia, debido al aumento
de la concentracin de iones sodio y borato. Al alcanzar el punto de equivalencia,
no se produce ms borato; sucesivos agregados de base provocan un aumento
51
ms rpido de la conductancia, debido al aumento de la concentracin del ion

oxhidrilo mvil. (Brunatti y De Napoli, 2010).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.4. Curva de titulacin conductimtrica de H3BO3 10-3 M con NaOH

(Brunatti y De Napoli, 2010)
La Figura 2.5. ilustra la titulacin de un cido moderadamente dbil, cmo el cido
actico (ka 10-5), con hidrxido de sodio. La no linealidad en las primeras
porciones de la curva crea problemas para establecer el punto final; sin embargo,
con soluciones concentradas, es posible la titulacin. Como antes, podemos
interpretar esta curva en base a los cambios que ocurren en la composicin. Aqu,
la solucin tiene inicialmente una concentracin moderada de iones hidronio (10 4
M). La adicin de base establece un sistema amortiguador y la consiguiente
disminucin de la concentracin de iones hidronio. Coincide con esta reduccin, el

aumento de la concentracin de ion sodio y de la base conjugada del cido. Estos
dos factores actan oponindose uno al otro. Al principio, predomina la
disminucin de la concentracin de iones hidronio y se observa una reduccin de
la conductancia. Al progresar la titulacin, el pH se estabiliza (en la regin
52
amortiguadora); el aumento del contenido de sal se convierte entonces en el factor

ms importante, y resulta finalmente un aumento lineal de la conductancia.
Despus del punto de equivalencia, la curva adquiere pendiente ms pronunciada
debido a la mayor conductancia inica del ion oxhidrilo. (Brunatti y De Napoli,
2010).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.5. Curva de titulacin conductimtrica de HAc 10-3 M con NaOH (Brunatti
y De Napoli, 2010)
En principio, todas las curvas de titulacin para cidos o bases dbiles tienen las
caractersticas generales de la Figura 2.5. Sin embargo, la ionizacin de especies
muy dbiles es tan leve que con el establecimiento de la regin amortiguadora se
produce poca o ninguna curvatura (ver curva de la Figura 2.4, por ejemplo). Al
aumentar la fuerza del cido (o base), aumenta tambin el grado de curvatura en
las primeras porciones de la curva de titulacin. Para cidos o bases dbiles con
constantes de disociacin mayores que 10-5, la curvatura se vuelve tan
pronunciada que no puede distinguirse un punto final. (Brunatti y De Napoli, 2010)
53
La Figura 2.6. ilustra la titulacin del mismo cido dbil que el caso anterior, pero
con solucin acuosa de amonaco en lugar de hidrxido de sodio. En este caso,
puesto que el titulante es un electrolito dbil, la curva es prcticamente horizontal
despus del punto de equivalencia. El uso de amonaco como titulante
proporciona realmente una curva que puede ser extrapolada con menos error que
la curva correspondiente a la titulacin con hidrxido de sodio. (Brunatti y De
Napoli, 2010).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.6. Curva de titulacin conductimtrica de HAc 10-3 M con NH3 (Brunatti y
De Napoli, 2010)
La Figura 2.7. representa la curva de titulacin de una base dbil, como el ion
acetato, con una solucin estndar de cido clorhdrico. La adicin de cido fuerte
provoca la formacin de cloruro de sodio y cido actico no disociado. El efecto
neto es un leve aumento de la conductancia debido a la mayor movilidad del ion
cloruro comparada con la del ion acetato al que sustituye. Despus del punto de
equivalencia, se produce un aumento pronunciado de la conductancia debido al
agregado de iones hidronio en exceso. El mtodo conductimtrico permite la
titulacin de sales cuyo carcter cido o bsico es demasiado dbil para dar
puntos finales satisfactorios con indicador. (Brunatti y De Napoli, 2010).
54
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.7. Curva de titulacin conductimtrica de HAc 10-3 M con HCl (Brunatti y
De Napoli, 2010)
Las curvas de las Figuras 2.8. y 2.9. son tpicas de la titulacin de una mezcla de
dos cidos que difieren en el grado de disociacin. La titulacin conductimtrica de
tales mezclas es frecuentemente ms precisa que con un mtodo potenciomtrico.
En la Figura 2.8 se muestra la titulacin empleando hidrxido de sodio como
reactivo titulante, mientras que en la Figura 2.9., el reactivo titulante utilizado es
amonaco. (Brunatti y De Napoli, 2010).
55
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.8. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M y HAc 10-3 M con
NaOH (Brunatti y De Napoli, 2010)
Figura 2.9. Curva de titulacin conductimtrica de HCl 10-3 M y HAc 10-3 M con
NH3 (Brunatti y De Napoli, 2010)
La curva de la Figura 2.10., que representa la titulacin de una solucin 10-3 M de
cido oxlico H2C2O4 con una solucin de amonaco, es similar a la curva de la
56
Figura 2.9. Esto es porque en el caso particular de este cido diprtico, los
protones liberados en la primera disociacin (ka1 = 6,210-2) originan una
concentracin de iones hidronio comparable a la que se obtiene con un cido
fuerte (10-3 M). A su vez, el hidrgeno oxalato HC2O4- formado se comporta como
un cido dbil (ka2 = 6,110-5). Por consiguiente, la curva resultante se asemeja a
la de una mezcla de dos cidos que difieren en el grado de disociacin. (Brunatti y
De Napoli, 2010).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.10. Curva de titulacin conductimtrica de H2C2O4 10-3 M con NH3

(Brunatti y De Napoli, 2010)
La conductancia primero disminuye debido al reemplazo de los iones hidronio
provenientes de la primera disociacin del cido por un nmero equivalente de
iones amonio de menor movilidad. Despus del primer punto de equivalencia se
observa un aumento de la conductancia debido al aumento de la concentracin de
los iones amonio y oxalato C2O42- (ste ltimo reemplaza al ion hidrgeno oxalato
HC2O4 de menor conductancia). Luego del segundo punto de equivalencia la curva
es prcticamente horizontal ya que el agregado de exceso de amonaco no
modifica la conductancia. (Brunatti y De Napoli, 2010).
57
2.2.6. Potenciometra
La deteccin del punto equivalente en un mtodo analtico debe ser rpido,
preciso y simple. Para ello se emplean sustancias llamadas indicadores, que se
aaden en pequea cantidad a la disolucin que va a valorarse y que, por
intercambio de alguna partcula especfica, permite la deteccin del punto
equivalente.
En el caso especfico de una valoracin cido-base, la partcula especfica es el
H+. Por lo tanto, estas sustancias indicadoras son sensibles al H +, de manera que
OS
D
A
RV
por ganancia o prdida del mismo se transforman en otra sustancia que posee un
SE
E
R
OS
color diferente de la de partida. Este cambio de color determinar el punto final de
CH
E
R
DE
El advenimiento
de tcnicas instrumentales de anlisis permiti incorporar nuevas
la valoracin.
formas de deteccin del punto equivalente, que son ms exactas que las que
utilizan sustancias indicadoras, utilizando potencimetros para registrar fcilmente
la variacin del pH de la disolucin al ir aadiendo el agente valorante. La
representacin del pH frente al volumen adicionado ilustra el proceso de
neutralizacin y permite una estimacin muy precisa del punto final de la
valoracin. (Hernndez, 2011).
Estas tcnicas determinan alguna propiedad fisicoqumica asociada a alguna
especie qumica de inters para la determinacin que se est realizando. Para el
caso de una reaccin cido-base, se utiliza el potencial elctrico como propiedad
fisicoqumica a medir.
Para Hernndez, Martnez y Ortz (2006),
Se pueden dividir en dos grandes grupos los tipos de medidas
potenciomtricas; por un lado las valoraciones potenciomtricas y por
otro las potenciometras directas. La potenciometra directa es aquella
tcnica en que los dos electrodos, indicador y referencia, son
introducidos en una solucin a analizar y cuya actividad es calculada
58
por una lectura de potencial de la misma. La calibracin del electrodo

indicador es totalmente necesaria y suele realizarse con soluciones de
concentracin conocida. En las valoraciones potenciomtricas se titula
una muestra con una solucin de concentracin conocida de agente
titulante y se realiza un seguimiento del potencial entre el electrodo
indicador y el electrodo de referencia. El punto final de la valoracin se
observa cuando se produce un cambio brusco en el valor de ese
potencial. (Hernndez, Martnez y Ortz, 2006).
Una valoracin potenciomtrica implica dos tipos de reacciones: Una reaccin
qumica clsica, base de la valoracin y que tiene lugar al reaccionar el reactivo
OS
D
A
sustancia a valorar y una o varias reacciones electroqumicas
indicadoras de la
RV
E
S
actividad, concentracin, de la sustancia
aE
valorar, del reactivo o de los productos
R
S
O
CelHvalor del potencial medido por el electrodo indicador
de reaccin. De esta forma,
E
R
DE
vara a lo largo
de la valoracin, traducindose el punto de equivalencia por la
valorante aadido a la solucin, o generado culombimtricamente, con la
aparicin de un punto singular en la curva: potencial vs. cantidad de reactivo

aadido. La deteccin de este punto, punto final, puede establecerse de distintas
formas, mediante el mtodo directo, mtodo de la primera derivada, mtodo de la
segunda derivada y el mtodo de Gran. (Hernndez, A., 2011)
2.2.6.1.
Mtodo directo
Consiste en graficar los datos de potencial en funcin del volumen de reactivo. El

punto de inflexin en la parte ascendente de la curva se estima visualmente y se
toma como punto final. (Ver Figura 2.11).
59
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CH
E
R
E 2.11. Mtodo directo (Hernndez, A., 2011)
DFigura
2.2.6.2.
Mtodo de la primera derivada
Implica calcular el cambio de potencial por unidad de volumen de titulante (E/

V). El grafico de estos datos en funcin del volumen promedio V produce una
curva con un mximo que corresponde al punto de inflexin. Si la curva es
simtrica, el punto mximo de la pendiente coincide con el de equivalencia. Las
curvas asimtricas dan un pequeo error de titulacin si el punto mximo se toma
como el final. Estas curvas son comunes cuando el nmero de electrones
transferidos es diferente en las semireacciones del analito y titulante. (Ver Figura
2.12).
60
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CH
E
R
DE
Figura 2.12. Mtodo de la primera derivada (Hernndez, A., 2011)
2.2.6.3.
Mtodo de la segunda derivada
En este caso se grafica 2E/2V donde la segunda derivada de los datos cambia
de signo en el punto de inflexin. Este cambio de signo es tomado en algunos
casos como punto final. El punto final de la titulacin se toma en el punto de
interseccin de la segunda derivada con cero. Este punto puede ser ubicado con
mucha precisin. (Ver Figura 2.13).
61
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CH
E
R
E Mtodo de la segunda derivada (Hernndez, A., 2011)
FiguraD
2.13.
2.2.6.4.
Mtodo de Gran
Consiste en graficar AV/AE en funcin del volumen promedio de titulante. Antes y

despus del punto de equivalencia AV/AE varia linealmente con el volumen, las
dos lneas se interceptan y el punto de equivalencia es el punto de interseccin.
Este mtodo no requiere datos muy cercanos al punto de equivalencia. Este
procedimiento alternativo es ms preciso ya que tiene la ventaja de requerir
menos puntos experimentales que un grfico convencional, y proporcionan puntos
finales ms precisos en aquellos casos que la variacin del potencial medido sea
pequea en la regin del punto equivalente.
El objetivo de una medicin potenciomtrica es obtener informacin acerca de la
composicin de una solucin mediante la determinacin del potencial que se
genera entre dos electrodos. La medicin del potencial se efecta bajo
condiciones reversibles y esto implica que se debe permitir que el sistema alcance
el equilibrio, extrayendo la mnima cantidad de intensidad de corriente (i)0), para
62
no intervenir sobre el equilibrio que se establece entre el electrodo y el analito.

(Ver Figura 2.14). (Hernndez et al., 2006).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.14. Mtodo de Gran (Hernndez, A., 2011)
2.2.6.5. Electrodos de referencia

En muchas aplicaciones es deseable que el potencial de media celda de uno de
los electrodos sea conocido, constante y completamente insensible a la
composicin de la solucin en estudio. Un electrodo con estas caractersticas, se
denomina electrodo de referencia.
Un electrodo de referencia debe ser fcil de montar, proporcionar potenciales
reproducibles y tener un potencial sin cambios. Dos electrodos comnmente
utilizados que satisfacen estos requisitos son el electrodo de Calomel y el
electrodo de Plata- Cloruro de Plata. (Open Course Ware, 2009).
63
Para Hernndez et al., (2006),

Para obtener mediciones analticas vlidas en potenciometra, uno de
los electrodos deber ser de potencial constante y que no sufra
cambios entre uno y otro experimento. El electrodo que cumple esta
condicin se conoce como electrodo de referencia. Debido a la
estabilidad del electrodo de referencia, cualquier cambio en el potencial
del sistema se deber a la contribucin del otro electrodo, llamado
electrodo indicador. Los mtodos potenciomtricos estn basados en la
medida de la diferencia de potencial entre dos electrodos introducidos
en una solucin. Los electrodos y la solucin constituyen lo que se
conoce con el nombre de celda electroqumica. El potencial entre
ambos electrodos es normalmente medido con la ayuda de un equipo
conocido como potencimetro. Uno de los electrodos involucrado en el
proceso se denomina indicador, el cual tiene una respuesta respecto de
una especie particular presente en el seno de la solucin y cuya
actividad se mide durante el experimento y el otro recibe el nombre de
referencia, cuya caracterstica ms importante es que el potencial de
semicelda de este electrodo permanece siempre constante. El potencial
de una celda electroqumica, viene dado por:
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Ecelda = Eind - Eref + El
(Ec. 2.15)
Donde:
Ecel = potencial de la celda electroqumica
Eind = potencial de semicelda del electrodo indicador (funcin de la
actividad de la especie)
Eref = potencial de semicelda del electrodo de referencia (constante y
conocido)
Eu.l. = potencial de unin lquida.
2.2.6.6. Electrodos indicadores

Junto con el electrodo de referencia se utiliza un electrodo indicador cuya
respuesta depende de la concentracin del analito. Los electrodos indicadores
para las medidas potenciomtricas son de dos tipos fundamentales, denominados
metlicos y de membrana. (Open Course Ware, 2009).
64
Electrodo de vidrio para la medida del pH
Consiste en un par de electrodos, uno de plata/cloruro de plata y otro de vidrio

sumergidos en la solucin cuyo pH se desea medir.
La celda contiene dos electrodos de referencia, cada uno con un potencial
constante e independiente del pH; uno de estos electrodos de referencia es el
electrodo interno de plata/cloruro de plata, que es un componente del electrodo de
vidrio pero que no es sensible al pH. Es la delgada membrana en el extremo del
electrodo, la que responde a los cambios de pH.
OS
D
A
Actualmente se utiliza un solo electrodo que condensa
RV los dos electrodos
E
S
E de vidrio.
anteriores y que se denomina electrodo R
combinado
S
HO
C
E
En el caso de
electrodos combinados, se unen fsicamente el electrodo de
DlosER
vidrio y uno de referencia externo para mayor comodidad en un mismo cuerpo

fsico. Por fuera del tubo interno, se encuentra otro tubo, a modo de camisa,
relleno con una disolucin acuosa saturada en KCl, En el tubo exterior se tiene un
sistema correspondiente a un electrodo referencia sensible a los iones Cl- como el
de plata/cloruro de plata, con una concentracin de iones Cl- fija dada por la
saturacin de la disolucin de KCl. Por su lado, el electrodo de referencia usual en
el tubo interno viene dado por la concentracin fija de HCl. Los tubos externo e
interno se encuentran fsicamente separados, pero inicamente conectados, por
medio del flujo de iones a travs de una junta de cermica o de epoxi.
La Figura 2.15. muestra una celda para la medida del pH. Consiste en un par de
electrodos, uno de plata/cloruro de plata y otro de vidrio sumergidos en la solucin
cuyo pH se desea medir.
Obsrvese que la celda contiene dos electrodos de referencia, cada uno con un
potencial constante e independiente del pH; uno de estos electrodos de referencia
es el electrodo interno de plata/cloruro de plata, que es un componente del
65
electrodo de vidrio pero que no es sensible al pH. Es la delgada membrana en el

extremo del electrodo, la que responde a los cambios de pH. (Open Course Ware,
2009).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.15. Sistema tpico de electrodos para la medicin potenciomtrica del pH

(Open Course Ware, 2009)
2.2.6.7. Titulaciones potenciomtricas por pH-metro

La titulacin potenciomtrica se considera uno de los mtodos ms exactos,
porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y, el punto final coincide
directamente con el punto de equivalencia.
Las principales ventajas del mtodo potenciomtrico son su aplicabilidad a
soluciones turbias, fluorecentes, opacas, coloreadas, cuando sean inaplicables o
no se puedan obtener indicadores visuales adecuados.
El mtodo de titulacin potenciomtrica cido base se fundamenta en que los
iones hidrgenos presentes en una muestra como resultado de la disociacin o
66
hidrlisis de solutos, son neutralizados mediante titulacin con un lcali estndar.

El proceso consiste en la medicin y registro del potencial de la celda (en
milivoltios o pH) despus de la adicin del reactivo (lcali estndar) utilizando un
potencimetro o medidor de pH. Para hallar la concentracin del analito se
construye una curva de titulacin graficando los valores de pH observados contra
el volumen acumulativo (ml) de la solucin titulante empleada. La curva obtenida
debe mostrar uno o ms puntos de inflexin (punto de inflexin es aquel en el cual
la pendiente de la curva cambia de signo). (Gmez, 2010).
Gmez (2010),
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
La titulacin de un cido fuerte con una base fuerte se caracteriza por

tres etapas importantes:
CH
E
R
DE
Los iones hidronios estn en mayor cantidad que los iones

hidrxidos antes del punto de equivalencia.
Los iones hidronios e hidrxidos estn presentes en
concentraciones iguales, en el punto de equivalencia.
Los iones hidrxidos estn en exceso, despus del punto de
equivalencia.
La titulacin de un cido dbil con una base fuerte se caracteriza por

varias etapas importantes:
Al principio, la solucin slo contiene iones hidronios y existe

relacin entre su concentracin y su constante de disociacin.
Despus de agregar varias cantidades de base, se producen una
serie de amortiguadores, donde existe relacin entre la
concentracin de la base conjugada y la concentracin del cido
dbil.
En el punto de equivalencia la solucin slo contiene la forma
conjugada del cido, es decir, una sal.
Despus del punto de equivalencia, existe base en exceso.
El pH es un trmino universal que expresa la intensidad de las condiciones cidas

o alcalinas de una solucin. Tiene mucha importancia porque influye en la mayora
de los procesos industriales y ambientales. Los procesos de tratamiento en los
que el pH debe ser considerado, son los procesos de coagulacin qumica,
67
desinfeccin, ablandamiento de agua y control de la corrosin, secado de lodos, la

oxidacin de ciertas sustancias como cianuros.
La escala de pH se representa de 0 a 14 en la que pH = 7 representa la
neutralidad absoluta. (Gmez, 2010).
Segn Gmez (2010) las condiciones cidas se incrementan conforme los valores
de pH decrecen, y las condiciones alcalinas se incrementan conforme el pH se
incrementa: pH = -log H+] = -log H3O+] (Ec. 2.16)
OS
D
A
RV
2.2.6.8. Medida del punto de equivalencia con el pH-metro
SE
E
R
Un pH-metro es un instrumento que
Smide el pH de una disolucin, y sirve para
O
H
E
detectar el punto final
deC
una valoracin cido-base. Consta de un electrodo de
R
E
D
plata-cloruro de plata, de potencial constante, en una disolucin 0,1 M de HCl
dentro de una membrana de vidrio que mide la actividad de los iones H+ capaces
de atravesarla, y de una unidad lectora que hace una medida directa del potencial
elctrico del electrodo y seala en una pantalla el valor del pH. Para calibrar el
equipo se realiza con soluciones buffer y siguiendo las instrucciones del
fabricante.
El electrodo de vidrio est sujeto a menos interferencia y es usado en combinacin
con un electrodo de referencia o comparacin (electrodo de Calomel). (Gmez,
2010).
(Ec. 2.17)
Ecuacin de Henderson-Hasselbach que indica el pH en funcin de las
concentraciones de las formas cida (HA) y bsica (A-) de una sustancia.
68
2.2.7. Norma ASTM

La ASTM International (American Section of the International Association for
Testing Materials) es lder en el desarrollo y entrega de normas internacionales de
consenso voluntario que respaldan la investigacin, el diseo, la fabricacin y el
comercio. Creada en 1898, la ASTM International es una de las organizaciones
normalizadoras ms grandes y ms diversas del mundo. (Thomas, 2012).
La norma ASTM se divide en diversas secciones, algunas de stas son la seccin
de plsticos, caucho, textiles, pinturas, recubrimientos e hidrocarburos aromticos,
OS
D
A
RV
tecnologa de agua y medio ambientales, mtodos de pruebas de metales y
SE
E
R
S y acero, productos de petrleo, lubricantes
e instrumentacin, productos deO
hierro
H
C
E
R
y combustibles fsiles,
E
D entre otros.
procedimientos analticos; energa solar, nuclear y geotrmica, mtodos generales
Algunos de los artculos de la Norma ASTM referentes al clculo del TAN en

lubricantes son el D 664, D 974, D 2896, D 3339, D 4057, D 4177, D 4739, entre
otras.
2.2.7.1. ASTM D 664

Mtodo de ensayo estndar para el nmero de acidez de productos de
petrleo por titulacin potenciomtrica
Productos nuevos y usados derivados del petrleo, biodiesel y mezclas de
biodiesel pueden contener componentes cidos que estn presentes como
aditivos o como productos de degradacin formados durante su uso, tales como
productos de oxidacin. La cantidad relativa de estos materiales se puede
determinar por titulacin con bases. El nmero de acidez total es una medida de la
cantidad de esta sustancia cida en el aceite, siempre bajo condiciones de prueba.
El nmero de acidez se utiliza como una gua en el control de calidad de las
formulaciones de aceite lubricante. Tambin se usa a veces como medida de la
69
degradacin del lubricante en uso. Cualquier nivel crtico se debe establecerse

empricamente.
Una variedad de productos de oxidacin contribuyen al nmero cido y los cidos
orgnicos varan ampliamente en propiedades de corrosin, el mtodo de ensayo
no se puede utilizar para predecir la corrosividad de aceite o biodisel y las
mezclas en condiciones de servicio. No hay correlacin general conocido entre el
nmero de acidez y la tendencia corrosiva de biodiesel y mezclas de aceites, o
hacia los metales.
OS
D
A
RV
SE
E
R
S los procedimientos para determinar los
O
1.1. Este mtodo de ensayo
cubre
H
C
componentes D
cidos
ERdeE los productos petrolferos y lubricantes soluble o casi
1. Alcance
soluble en mezclas de tolueno y propan-2-ol. Es aplicable para la determinacin
de cidos cuyos constantes de disociacin en el agua son mayores que 10-9; los
cidos dbiles no interfieren, especialmente aquellos cuyas constantes de
disociacin son menores que 10-9. Las sales reaccionan si sus constantes de
hidrlisis son mayor que 10-9. El rango del nmero de cido incluido en la
declaracin de precisin es de 0,1 mg/g de KOH a 150 mg/g de KOH.
NOTA 1. En los aceites nuevos y usados, los componentes que se puede
considerar por tener caractersticas cidas incluyen cidos orgnicos e
inorgnicos, steres, compuestos fenlicos, lactonas, resinas, sales de metales
pesados, sales de amonaco y otras bases dbiles, sales de cido de los cidos
polibsicos, y la adicin agentes tales como inhibidores y detergentes.
1.2. El mtodo de ensayo puede ser utilizado para indicar los cambios relativos
que se producen en el aceite durante el uso bajo condiciones de oxidacin
independientemente del color u otras propiedades del aceite resultante.
70
Aunque la titulacin se realiza bajo condiciones de equilibrio definidas, el mtodo

de ensayo no est diseado para medir una propiedad cida absoluta que se
puede utilizar para predecir el rendimiento de aceite en condiciones de servicio.
No existe una relacin general entre los que llevan a la corrosin y el nmero
cido ya conocido.
2.2.7.2. ASTM D 4739

Mtodo de ensayo estndar para el nmero de basicidad por titulacin
potenciomtrica
1. Alcance
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CH
E
R
DE
componentes bsicos de los productos petrolferos y lubricantes. El mtodo de
1.1. Este mtodo de ensayo cubre un procedimiento para la determinacin de los

ensayo resuelve estos componentes en los grupos que tienen propiedades de
ionizacin base fuerte - base dbil y, siempre que las constantes de disociacin de
los compuestos ms fuertemente bsicas sean por lo menos 1000 veces mayor
que la de los grupos ms dbiles.
1.1.1. Este mtodo de ensayo cubre nmeros de base hasta el 70. Si bien se
puede extender a nmeros de base ms altos, la precisin del mtodo de prueba
para nmeros de base mayores que 70 no se ha determinado.
Nota 1. En los aceites nuevos y usados, los componentes que pueden ser
considerados que tienen propiedades bsicas son principalmente bases orgnicas
e inorgnicas, incluyendo compuestos amino, a excepcin de ciertas sales de
metales pesados, sales de cidos dbiles, sales bsicas de compuestos
policidas, y algunos aditivos tales como inhibidores o detergentes que pueden
mostrar caractersticas bsicas.
71
1.2. Este mtodo de ensayo se puede utilizar para indicar los cambios relativos
que se producen en un aceite durante el uso bajo oxidacin u otras condiciones de
servicio independientemente del color u otras propiedades del aceite resultante
(Nota
3). Aunque el anlisis se realiza bajo las condiciones especificadas, el
mtodo no est destinado y no da lugar a propiedades bsicas reportadas que se

pueden utilizar en todas las condiciones de servicio para predecir el rendimiento
de un aceite, por ejemplo, ninguna relacin general es conocido entre la corrosin
o el control de desgaste corrosivo en el motor y el nmero de basicidad.
OS
D
A
RV
Nota 2. El mtodo de titulacin por indicador de color tambin est disponible en la
SE
E
R
OS
norma ASTM D 974 y 139. Los nmeros de base obtenidos por el mtodo
potenciomtrico pueden o no ser numricamente los mismos que los obtenidos
CH
E
R
DEen el mtodo de ensayo estndar federal. No. 791B. Mtodos
como los dados
por el mtodo de ensayo D 974 o mtodos equivalentes indicadores de color tales
potenciomtricos para el nmero de basicidad tambin estn disponibles en la
norma ASTM D 2896.
Nota 3. Mtodo de Prueba D 4739 fue desarrollado como una alternativa para la
parte de nmero de basicidad formado de la norma ASTM D 664. Los nmeros de
basicidad obtenidos por este mtodo pueden o no ser numricamente el mismo
que los obtenidos por la parte del nmero de basicidad formado por el mtodo de
ensayo D 664.
2.2.8. Anlisis Estadstico

Montgomery y Runger (2003) definen un experimento como una prueba o serie
de pruebas en las que se hacen cambios deliberadamente en las variables de
entrada de un proceso o sistema para observar la razn de los cambios que
pudiera observarse en la respuesta de salida (p.1)
72
De igual forma, Montgomery (2003) indica que los tres principios bsicos del
diseo experimental son la realizacin de rplicas, la aleatorizacin y la formacin
de bloques.
Por realizacin de rplicas se entiende la repeticin del experimento bsico. Posee
dos propiedades importantes. Primero, permite al experimentador obtener una
estimacin del error experimental, esta estimacin del error se convierte en una
unidad de estimacin bsica para determinar si las diferencias observadas son en
realidad estadsticamente diferentes. Segundo, permite al experimentador obtener
una estimacin ms precisa del efecto.
OS
D
A
RV
SE
E
R
S
proceso. La aleatorizacin es elO
fundamento
del uso de los mtodos estadsticos
H
C
E el cual consiste en que tanto la asignacin del material
R
en el diseo experimental,
E
D
experimental como el orden en que se realizaran las corridas o ensayos
Para asegurar este proceso de rplica se requiere una aleatorizacin de dicho
individuales del experimento se determinen al azar. La aleatorizacin correcta del

experimento asegura que el supuesto sea vlido. Es muy comn el uso de
programa de computadoras para auxiliar a los experimentadores a seleccionar y
construir diseos experimentales. Estos programas presentan a menudo la corrida
del diseo experimental de manera aleatoria y, por lo general, el modo aleatorio se
crea utilizando un generador de nmeros aleatorios.
La formacin de bloques es una tcnica de diseo que se utiliza para mejorar la
precisin de las comparaciones que se hacen entre los factores de inters.
Muchas veces la formacin de bloques se emplea para reducir o eliminar la
variabilidad transmitida por factores perturbadores; es decir aquellos factores que
pueden influir en la respuesta experimental pero en los que no hay un inters
especfico.
73
2.2.8.1. Pautas generales para disear experimentos

Las pautas generales para disear experimentos fueron descritos en base a
Montgomery (2003), los cuales se muestran a continuacin:
1. Identificacin y anunciamiento del problema: Es necesario desarrollar
todas las ideas acerca de los objetivos de los experimentos, por lo que se
recomienda un enfoque en equipo para disear experimentos.
OS
D
A
factores que pueden influir en el desempeoEde
un proceso o sistema, el
RV
S
E
R
experimentador suele descubrir que
estos factores pueden clasificarse como
S
O
H
C Los factores potenciales de diseo son aquellos
factores potencialesR
deEdiseo.
E
D
que el experimentador posiblemente quiera hacer variar en el experimento y son
2. Eleccin de los factores, niveles y rangos: Cuando se consideran los
los que se seleccionan realmente para estudiarlos en el experimento. Los factores

que se mantienen constantes son variables que pueden tener cierto efecto sobre
la respuesta, pero que para los fines del experimento en curso no son de inters,
por lo que mantendr fijos a un nivel especfico. Los factores perturbadores son
aquellos que pueden tener efectos considerables que deben tomarse en
consideracin, a pesar de que no haya inters en ellos en el contexto del
experimento en curso.
Una vez que el experimentador ha seleccionado los factores de diseo, debe
elegir los rangos en los que har variar estos factores, as como los niveles
especficos con los que se realizaran las corridas. Tambin deber pensarse como
van a controlarse los factores perturbadores en los valores deseados y como van
a medirse. Para ellos se requiere el conocimiento del proceso.
3. Seleccin de la variable de respuesta: Para seleccionar la variable de
respuesta, el experimentador deber tener la certeza de que esta variable
74
proporciona en realidad informacin til acerca del proceso bajo estudio. En la

mayora de los casos, el promedio o la desviacin estndar (o ambos) de la
caracterstica medida ser la variable de respuesta. La eficiencia de los
instrumentos de medicin tambin es un factor importante, en los que s es
inadecuada, el experimentador solo detectar los efectos relativamente grandes
de los factores o quiz sea necesarias rplicas adicionales.
4. Eleccin del diseo experimental: La eleccin del diseo implica
principalmente la consideracin del tamao de la muestra (numero de rplicas) y
OS
D
A
RV
la seleccin de un orden de corridas adecuado. Al seleccionar el diseo, es
SE
E
R
OS
importante tener en mente los objetivos experimentales.

5.
H
C
E
R
Realizacin
del experimento: Cuando se lleva a cabo el experimento es vital
DE
monitorear con atencin el proceso a fin de asegurarse de todo se est haciendo

conforme a la planeaciones. Los errores en el procedimiento experimental en esta
etapa destruirn por lo general la validez experimental.
6. Anlisis estadstico de los datos: Debern usarse mtodos estadsticos
para analizar los datos a fin de que los resultados y las conclusiones sean
objetivos y no de carcter apreciativo. Los mtodos estadsticos no pueden
demostrar que un factor (o factores) posee un efecto particular, solo proporciona
pautas generales en cuanto a la confiabilidad y validez de los resultados.
7. Conclusiones y recomendaciones: Una vez que se han analizado los datos
el experimentador deber sacar conclusiones prcticas acerca de los resultados y
recomendar un curso de accin. Tambin deber realizarse pruebas de
confirmacin para validar las conclusiones del experimento.
75
2.2.8.2. Conceptos estadsticos bsicos

Las corridas son las observaciones que se realizan al experimento. Si las corridas
individuales difieren, es debido a que existen fluctuaciones, o ruido, en los
resultados. Es usual llamar a este ruido el error experimental o simplemente el
error. Se trata de un error estadstico, lo cual significa que se origina por la
variacin que no est bajo control y que generalmente es inevitable. La presencia
del error o ruido implica que la variable de respuesta, sea una variable aleatoria.
Una variable aleatoria puede ser discreta o continua. Si el conjunto de todos los
OS
D
A
RV
valores posibles de la variable aleatoria es finito o contablemente infinito, entonces
SE
E
R
OS
la variable aleatoria es discreta, mientras que si el conjunto de todos los valores

posibles de la variable aleatoria es un intervalo, entonces la variable aleatoria es
CH
E
R
DE
continua. (Montgomery, 2003).
2.2.8.3. Repetitividad
Es la constancia de los valores experimentales de una misma magnitud fsica,
medidos bajo las mismas condiciones experimentales, es decir, el mismo
observador, instrumento de medida, lugar y procedimiento, as como cercana en
el tiempo. (Martn, 2007).
Las condiciones de repetitividad estipulan que los resultados de prueba se
obtienen con el mismo mtodo aplicado a idnticos objetos de prueba en el mismo
laboratorio por el mismo operador con el mismo aparato en poco tiempo. Las
condiciones de reproducibilidad estipulan que se aplique el mismo mtodo a
idnticos objetos de prueba en diferentes laboratorios, lo que necesariamente
implica que sean diferentes los operadores y los equipos y que haya diferencias
en otros factores, como el entorno del laboratorio, las polticas de gestin y control
de la calidad e incluso que haya interpretaciones divergentes del procedimiento
del mtodo de prueba en s. (Luko, 2010).
76
2.2.8.4. Precisin y exactitud

Se entiende por exactitud de un instrumento de medicin, al grado de
aproximacin dada por este instrumento comparada con el valor que se obtendra
utilizando un instrumento patrn. (Facultad de ciencias exactas y naturales, 2011).
La exactitud viene definida como la proximidad entre el valor medido y la media o
valor aceptado de la medida. As pues, una medicin es ms exacta cuanto ms
pequeo es el error de medida. (Prieto, 2012).
La exactitud se expresa como porcentaje de error:
Donde:
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
(Ec. 2.18)
= Valor ms cercano a la media.

De acuerdo con Hamilton, Simpson y Ellis (1998, p.3)
La precisin de un valor numrico es el grado de concordancia entre
dicho valor y otros valores obtenidos, en esencia bajo las mismas
condiciones. La exactitud de un valor numrico es el grado de
concordancia entre ese valor y el valor verdadero. Puesto que el valor
verdadero solo se conoce dentro de ciertos lmites, la exactitud de un
valor tampoco se conoce sino dentro de estos lmites. Un valor
numrico puede tener un alto grado de precisin y, sin embargo, un
bajo grado de exactitud debido al efecto de uno o varios errores
determinados que no han sido establecidos o no se han corregido.
La precisin es el grado de concordancia entre los resultados de pruebas
independientes obtenidos segn condiciones especificadas. Como su nombre lo
implica, la precisin intermedia est determinada en condiciones intermedias entre
condiciones de repetitividad y reproducibilidad, que representan las dos
condiciones extremas para determinar la precisin de un mtodo de prueba.
(Luko, 2010).
77
Algunas medidas de precisin son la media, mediana, varianza, desviacin

estndar, coeficiente de variacin, desviacin estndar relativa, error estndar,
entre otros.
2.2.8.5. La media
Montgomery (2003), expresa que la media, , de una distribucin de probabilidad
es una medida de su tendencia central o localizacin; tambin puede expresarse
en trminos del valor esperado o valor promedio a la larga de la variable aleatoria.
OS
D
A
RV
Matemticamente, la media se define para variable continua como:
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
(Ec. 2.19)
Para variables discretas se define como:
2.2.8.6. La mediana
Una medida importante es la mediana muestral. El propsito de la mediana es
reflejar la tendencia central de la muestra, de manera que no est influida por los
valores extremos. (Walpole, Myers R., Myers S. y Ye, 2007).
si n es impar
(Ec. 2.21)
si n es par
(Ec. 2.22)
78
2.2.8.7. Varianza
Es una medida de variabilidad que utiliza todos los datos. Est basada en la
diferencia entre el valor de cada observacin y la media. A la diferencia entre cada
valor y la media se le llama desviacin respecto de la media. Si se trata de una
muestra, una desviacin respecto de la media se escribe (
una poblacin se escribe (
) y si se trata de
). Para calcular la varianza, estas desviaciones
respecto de la media se elevan al cuadrado. (Anderson, Sweeney y Williams,

2008).
La ecuacin de la varianza para la muestra:
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
(Ec. 2.23)
2.2.8.8. Desviacin estndar

La desviacin estndar es la medida de dispersin ms importante y de mayor
utilidad prctica y se define como la raz cuadrada positiva de la varianza. Es una
medida del grado de proximidad de los datos en torno al valor de la media. Cuanto
menor es la desviacin estndar, ms estrechamente se agrupan los datos
alrededor de la media. (Freeman, 2003).
(Ec. 2.24)
2.2.8.9. Desviacin estndar relativa

Un mismo valor de la desviacin estndar para dos conjuntos de resultados puede
tener un significado analtico totalmente distinto dependiendo del valor absoluto de
los mismos. Por ello, se utiliza la desviacin estndar relativa, el cual es un
parmetro estadstico independiente de las unidades de medida empleadas.
(Valcrcel y Ros, 2002).
79
(Ec. 2.25)
2.2.8.10. Coeficiente de variacin

El coeficiente de variacin es la desviacin estndar relativa expresada como un
porcentaje. (Skoog, Holler y Crouch, 2008).
Es el porcentaje que define el tamao de la desviacin estndar en relacin con la
media. (Anderson, Sweeney y Williams, 2008).
OS
H
C
E
R
2.2.8.11. Error
estndar
E
D
E
RES
OS
D
A
RV
(Ec. 2.26)
El error estndar de la media expresa cunto vara la media muestral entre una
muestra y otra. Por lo tanto, cuando aumenta el tamao de la muestra, el error
estndar de la media se reduce en un factor igual a la raz cuadrada del tamao
de la muestra. (Devore, 2008).
(Ec. 2.27)
2.2.8.12. Grfica de probabilidad

Las grficas de probabilidades es una tcnica grfica para determinar si los datos
muestrales se ajustan a una distribucin hipotetizada basada en un examen visual
subjetivo de los datos.
Para realizar una grfica de probabilidad, primero se ordenan las observaciones
de la muestra de la menor a la mayor. Despus, las observaciones ordenadas se
grafican contra sus frecuencias acumuladas observadas.
80
Si la distribucin hipotetizada describe adecuadamente los datos, los puntos

graficados estarn aproximadamente en una recta; si los puntos graficados se
apartan significativamente de una recta, entonces el modelo hipotetizado no es el
apropiado. (Montgomery y Runger, 2009).
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Figura 2.16. Grfica de probabilidad para una distribucin normal aproximada

(Montgomery y Runger, 2003)
2.3. Sistema de variables
Objetivo General: Comparar los mtodos de titulacin potenciomtrica y
conductimtrica para la determinacin del TAN y TBN en aceites lubricantes
Objetivos
Especficos
Variable
Subvariable o
dimensiones
Indicadores
-
Desarrollar una
metodologa para la
seleccin de
diversos aceites
lubricantes
Mtodo de
titulacin
potenciomtrico
y
conductimtrico
Seleccin de
los lubricantes
Demanda de los
lubricantes.
Disponibilidad de
los lubricantes.
Marcas de
lubricantes.
Tipos de lubricantes
(semisintticos o
sintticos).
81
Objetivo General: Comparar los mtodos de titulacin potenciomtrica y

conductimtrica para la determinacin del TAN y TBN en aceites lubricantes
Objetivos
Determinar el TBN
utilizando los
mtodos de
titulacin
potenciomtrica y
conductimtrica
Determinar el TAN
utilizando los
mtodos de
titulacin
potenciomtrica y
conductimtrica
Mtodos de titulacin potenciomtrico y conductimtrico
Especficos
Variable
CH
E
R
DE
Contrastar
estadsticamente
los mtodos de
titulacin evaluados
Subvariable o
dimensiones
Basicidad total
(TBN)
Indicadores
mg de KOH
consumidos para
neutralizar las bases
en 1 g de muestra.
OdeSKOH
- Dmg
A
RV consumidos para
Etotal
Acidez
S
E
R
(TAN)
OS
Parmetros
estadsticos
neutralizar los
cidos en 1 g de
muestra.
Media.
Desviacin
estndar.
Desviacin
estndar relativa.
Coeficiente de
variacin.
Error estndar.
Porcentaje de error.
CAPTULO III
MARCO METODOLGICO
Para obtener algn resultado de manera clara y precisa, es necesario aplicar una
metodologa que posea los principios esenciales y precisos de una serie de etapas
para lograr el objetivo planteado; por lo tanto, es importante tener un conocimiento
meticuloso sobre el tipo y diseo de la investigacin. (Landeau, 2007).
OS
D
A
V
tambin la tcnica e instrumentos de recoleccin
deR
datos que se seleccionaron y,
E
S
E de la investigacin.
R
S
cada una de las fases o pasos para
la
elaboracin
HO
C
E
DER
En este captulo se muestra el tipo y diseo de investigacin utilizado, as como
3.1. Tipo de investigacin
Se consideran varios tipos de investigacin de acuerdo con el nivel de profundidad

del conocimiento. Es muy importante debido a que el diseo, los datos que se
recolectan, la manera de obtenerlos, el muestreo y otros componentes del proceso
de investigacin varan segn el tipo de estudio. (Parra y Toro, 2010).
Chvez (2007) establece que el tipo de investigacin se determina de acuerdo al
problema que se desea solucionar, en este orden de ideas las investigaciones se
clasifican por diversidad de criterios, como aplicada o tecnologa, descriptiva y
experimental. (p.108).
Segn Arias (2006) la investigacin descriptiva consiste en la caracterizacin de
un hecho, fenmeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o
comportamiento, miden de forma independiente las variables, y aun cuando no se
formulen hiptesis, las primeras aparecern enunciadas en los objetivos de la
investigacin.
83
Las investigaciones descriptivas buscan recolectar informaciones relacionadas con

el estado real de las personas, objetos, situaciones o fenmenos; tal cual como se
presentaron al momento de su recoleccin. (Chvez, 2007).
Los estudios descriptivos buscan especificar las propiedades, caracterstica y los
perfiles de procesos, objetos o cualquier otro fenmeno que se someta a un
anlisis, es decir, miden, evalan o recolectan datos sobre los diversos conceptos
o variables, aspectos, dimensiones o componentes del fenmeno a investigar.
(Danhkle, 1997).
OS
D
A
RV
Para Mndez (2006) la mayor parte de las veces se usa el muestreo para la
SE
E
R
S
codificacin, tabulacin y anlisisO
estadstico
(p.231).
H
C
E
R
E
El trabajo deDgrado se considera de tipo descriptivo
recoleccin de informacin y la informacin obtenida se somete a un proceso de
debido a que fueron
seleccionadas y descritas distintas variables como son el TAN y TBN de aceites

lubricantes con diferentes marcas y se procedi a medirlas empleando dos
mtodos de titulacin, potenciomtrica y conductimtrica para, de esta manera, a
travs de los resultados obtenidos comparar y obtener una descripcin ms
detallada de ambos mtodos de titulacin.
3.2. Diseo de la investigacin

El diseo de investigacin se da con el propsito de responder a las preguntas de
investigacin planteadas y someter a prueba las hiptesis formuladas. Se define
como un plan o estrategia que se desarrolla para obtener informacin que se
requiere en una investigacin (Baptista, Hernndez y Fernndez, 2007).
La amplia gama de diseos de investigacin se ha definido de acuerdo a los
propsitos que persigue el autor de tales divisiones. Por ello, es usual que la
investigacin se organice de acuerdo a varios aspectos, tales como su finalidad,
carcter y naturaleza. (Landeau, 2007).
84
El diseo de la investigacin comprende cada uno de los pasos a seguir a lo largo

del estudio para cumplir con los objetivos propuestos y se define como el plan o la
estrategia general que adopta el investigador para responder al problema
planteado. Su objeto es proporcionar un modelo de verificacin que permita
contrastar hechos con teoras, y su forma es la de una estrategia o plan general
que determina las operaciones necesarias para hacerlo. (Sabino, 2002).
Se entiende por diseo experimental, al plan, estructura o estrategia para el
estudio preciso de un evento, siempre que cumpla dos condiciones bsicas:
OS
D
A
RV
manipulacin y aleatorizacin. (Kerlinger y Howard, 2002).
SE
E
R
controladas, con el fin de describir
de qu modo o por qu causa se produce una
OS
H
C
E particular (Tamayo y Tamayo, 2004).
R
situacin o acontecimiento
E
D
Consiste en la manipulacin de una variable, en condiciones rigurosamente
Cuando el diseo de la investigacin es experimental, el investigador identifica las

variables independientes, las controla, altera o manipula, con el objetivo de
observar los resultados y analizar las consecuencias que la manipulacin tiene
sobre una o ms variables dependientes, manteniendo una situacin de control y
procurando evitar que otros factores intervengan en la observacin. (Rodrguez,
2005).
En base a lo anteriormente mencionado, la presente investigacin es experimental
debido a que busca observar los efectos y conocer la influencia del mtodo de
titulacin empleado para la determinacin del TAN y TBN en diferentes muestras
de aceites lubricantes, para que de esta manera, a travs de los parmetros
estadsticos calculados, contrastar los resultados y deducir el mtodo ms
confiable. En efecto, se considera como variable dependiente los parmetros de
TAN y TBN calculados en los lubricantes seleccionados, los cuales se vern
afectados por la variable independiente considerada como los mtodos de
titulacin empleados para su determinacin.
85
3.3. Tcnicas de recoleccin de datos

Arias (2006), define las tcnicas de recoleccin de datos como las distintas
formas o maneras de obtener la informacin necesaria en correspondencia con el
problema, los objetivos propuestos y el diseo de la investigacin (p.53).
Hurtado (2010), indica que las tcnicas tienen que ver con los procedimientos
utilizados para la recoleccin de datos, es decir, el cmo (p.153).
Una adecuada recoleccin de datos depende de la tcnica empleada, en las
OS
D
A
participantes, casos, sucesos, u objetos involucrados
RenVla investigacin. (Baptista
E
S
E
et al., 2007).
R
S
HO
C
E
Segn Arias D
(2006),
ERlas tcnicas de recoleccin de datos son particulares para
cuales se renen todas aquellas condiciones, conceptos, cualidades o variables
cada disciplina, por lo que sirven de complemento al mtodo cientfico y conducen
a obtener la informacin deseada, la cual debe ser registrada de manera que los
datos
puedan
ser
recuperados,
procesados,
analizados
interpretados
posteriormente.
La observacin directa es la inspeccin que se hace directamente a un fenmeno
dentro del medio en el que se presenta, a fin de contemplar todos los aspectos
relacionados con su comportamiento y caractersticas dentro de ste campo.
(Razo, 1998).
Tamayo y Tamayo (2004), explican que la observacin directa es una tcnica de
recoleccin de datos dada por la observacin y obtencin de datos mediante los
sentidos del investigador en el tiempo en que se generan dichos datos.
La tcnica de observacin consiste en percibir la realidad con el propsito de
obtener los datos de inters para la investigacin. La observacin simple o directa
puede definirse como el uso de los sentidos para la bsqueda de los datos que se
necesitan para resolver un problema de investigacin. (Sabino, 2002).
86
Sabino (2002), explica que la observacin documental consiste en conocer y

explorar de manera sistemtica, ordenada y estructurada, todo el conjunto de
fuentes que pueden resultar de utilidad para la investigacin.
Balestrini (2006), afirma que la observacin documental es aquella que se vale de
la observacin de fuentes documentales y otros materiales impresos para su
posterior estudio y anlisis (p.152).
En la presente investigacin se emple la tcnica de observacin directa debido a
que se hizo uso directo de la visin para la captacin de los resultados de los
OS
D
A
RV
distintos ensayos efectuados para la obtencin del nmero de acidez total (TAN) y
SE
E
R
permitieron la observacin de datos
OSnecesarios para el clculo del TAN y TBN en
H
C
E
R
aceites lubricantes.
E
D
el nmero de basicidad total (TBN). Igualmente, se utilizaron instrumentos que
Se utiliz la investigacin documental debido a que se realiz una investigacin

del material bibliogrfico como libros, documentos, revistas cientficas, entre otros.
As mismo, se realiz una revisin de la norma ASTM para elaborar una tcnica y
un procedimiento a seguir para llevar a cabo los mtodos a evaluar.
3.4. Instrumentos de recoleccin de datos

Para Arias (2006), un instrumento de recoleccin de datos, es cualquier recurso,
documento o formato (en papel o digital), que se utiliza para obtener, registrar o
almacenar informacin. (p. 69).
Para Bernal (2000), los instrumentos de recoleccin de datos son aquellos con los
cuales cuenta el investigador para plasmar resultados obtenidos, experimentos y
experiencias, sin ser modificados por el mismo. (p.175).
Los instrumentos de recoleccin de datos empleados en el presente trabajo
especial de grado fueron las encuestas, y las tablas de registro.
87
Tabla 3.1. Encuesta a expertos en el rea de ventas de aceites lubricantes en el

centro de lubricacin
Encuesta
Nombre:
No de centro de lubricacin :
Fecha:
Hora:
1. Cules son las tres marcas de aceite lubricante ms comerciales?

2. Cules son las marcas de aceite lubricante disponibles en el centro de venta?
OS
D
A
RV
3. Cules son las marcas de aceite lubricante de mejor calidad?
SE
E
R
Las encuestas fueron realizadasO
a cinco
S expertos en el rea de ventas de distintos
H
C
E La tabla 3.1. muestra la encuesta realizada a los
centros de lubricacin.
R
E
D
trabajadores de los centros de lubricacin, con una serie de preguntas que
permitieron definir la seleccin de muestras de aceites lubricantes para ejecutar

las titulaciones conductimtricas y potenciomtricas.
Tabla 3.2. Matriz comparativa para la seleccin de los aceites lubricantes
Parmetro
Castrol
Venoco
PDV
Shell
Inca Oil
Chevron
Comercial
Disponibilidad
Calidad
Total
La informacin obtenida mediante las encuestas fue evaluada mediante una matriz
comparativa, en donde se colocaron puntuaciones del 1 al 5, aadiendo una
puntuacin de acuerdo al nmero de veces que el encuestado nombraba una
marca determinada de aceite para cada una de las categoras analizadas. La
suma de las evaluaciones de cada categora corresponde al total, en donde las
88
marcas con las tres mejores puntuaciones son los aceites lubricantes
seleccionados.
Las tablas de registro permiten tabular los datos observados en los procedimientos
experimentales. A su vez, se pueden visualizar las variables que se desean
conocer y cuantificar, las cuales son necesarias para la obtencin de los
resultados requeridos para contrastar los valores de la acidez total (TAN) y la
basicidad total (TBN) entre los mtodos de anlisis potenciomtrico y
conductimtrico.
OS
D
A
RV
Tabla 3.3. Volumen de hidrxido de sodio consumido y pH para la estandarizacin

del mismo, empleando el mtodo potenciomtrico.
Volumen (ml de NaOH)
pH
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
En la Tabla 3.3. se expresan los volmenes de NaOH consumido con sus

respectivas lecturas de conductividad elctrica (S/cm) para la estandarizacin del
hidrxido de sodio por medio del mtodo potenciomtrico.
Tabla 3.4. Volumen de cido clorhdrico consumido y conductividad elctrica para
la estandarizacin del mismo, empleando el mtodo conductimtrico.
Volumen (ml de HCl)
Conductividad Elctrica (S/cm)
89
En la Tabla 3.4. se indican los volmenes de HCl consumido con sus respectivas
lecturas de pH para la estandarizacin del cido clorhdrico por medio del mtodo
conductimtrico.
Tabla 3.5. Volmenes de cido clorhdrico consumido y pH para la determinacin
del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico en la muestra No.
Volumen
pH
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
CH
E
R
DE
Masa de la
muestra (g)
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
En la Tabla 3.5. se indican los volmenes de HCl aadido a cada una de las
muestras y el pH necesarios para la determinacin del nmero de basicidad total
por el mtodo potenciomtrico. En la primera columna se observan los distintos
volmenes consumidos y en las siguientes tres columnas se registran los pH
correspondientes a cada volumen para las distintas pruebas de una misma
muestra de aceite lubricante.
Tabla 3.6. Volmenes de cido clorhdrico consumido y conductividad elctrica
para la determinacin del TBN, empleando el mtodo conductimtrico en la
muestra.
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
Masa de la
muestra (g)
90
En la Tabla 3.6. se expresan los volmenes de HCl aadido a cada una de las
muestras y la conductividad elctrica necesarios para la determinacin del nmero
de basicidad total por el mtodo conductimtrico. En la primera columna se
observan los distintos volmenes consumidos y en las siguientes tres columnas se
registran las conductividades elctricas correspondientes a cada volumen para las
distintas pruebas de una misma muestra de aceite lubricante.
Tabla 3.7. Volmenes de hidrxido de sodio consumido y conductividad elctrica
para la determinacin del TAN, empleando el mtodo conductimtrico en la
muestra.
Conductividad
Elctrica (S/cm)
Volumen
(ml de NaOH)
Prueba 1
OS
H
C
E
R
E
D
OS
D
A
Prueba
2
Prueba 3
RV
E
S
E
R
Masa de la
muestra (g)
La Tabla 3.7. se utiliz para tabular el volumen de NaOH aadido a cada una de
las muestras y la conductividad elctrica necesarios para la determinacin del
nmero de acidez total por el mtodo conductimtrico. En la primera columna se
observan los distintos volmenes consumidos y en las siguientes tres columnas se
registran las conductividades elctricas correspondientes a cada volumen para las
distintas pruebas de una misma muestra de aceite lubricante.
91
3.5. Fases de la investigacin

3.5.1. Fase I. Desarrollo de una metodologa para la seleccin de diversos
aceites lubricantes
Para la seleccin de los lubricantes a analizar, se determin el lugar ms
adecuado para la toma de muestras y, a su vez, se realiz una encuesta en cinco
puntos de venta de aceites lubricantes en la ciudad de Maracaibo, los cuales
fueron enumerados, para poder determinar las marcas de aceite ms comerciales,
tanto sintticos como semisintticos (Ver Tabla 3.1). Tambin se tom en cuenta
OS
D
A
RV
la disponibilidad de las marcas de aceites lubricantes presentes en los diversos

comercios del estado Zulia.
SE
E
R
OS
CH
E
R
DE
se
realiz una matriz
Tomando como referencia las encuestas efectuadas en los distintos centros de

lubricacin,
comparativa para seleccionar los aceites
lubricantes a utilizar, en los cuales se evalu la cantidad de veces que se

mencionaba una marca de aceite lubricante para cada una de las categoras
analizadas, seleccionando las tres que posean un mayor valor en la sumatoria de
resultados de las categoras. (Ver Tabla 3.2)
3.5.2. Fase II. Determinacin del TBN utilizando los mtodos de titulacin
El procedimiento a seguir para la determinacin del TBN se bas en el mtodo
establecido en la norma ASTM D-4739, en el cual se especifica cmo se debe
realizar la preparacin de la solucin utilizada para titular.
A continuacin se mencionan los pasos seguidos para la determinacin del TBN
en los diversos lubricantes por los mtodos potenciomtrico y conductimtrico:
1. Se prepar una solucin de cido clorhdrico 0,1 M agregando 5 ml de HCl en 1
litro de 2 propanol (alcohol isoproplico). La solucin de cido clorhdrico en
92
alcohol se estandariz utilizando 25 ml de carbonato de sodio 0,02N como patrn

primario, por medio del mtodo conductimtrico. Posteriormente, aplicando el
mtodo de Gran y la segunda derivada se graficaron los mililitros de HCl
consumidos en funcin de la conductividad elctrica, para as obtener la
concentracin exacta de la solucin titulante.
Para determinar la concentracin se utiliz la siguiente ecuacin:
MHCl x Veq = MNa2CO3 x VNa2CO3
Donde:
SE
E
R
OS
MHCl = Normalidad del cido clorhdrico.
CH
E
R
DE
(Ec. 3.1)
OS
D
A
RV
Veq = Volumen en el punto de equivalencia.
MNa2CO3 = Normalidad del carbonato de sodio.

VNa2CO3 = Volumen de carbonato de sodio.
2. Se aadieron 500 ml de tolueno, 5 ml de agua destilada y 495 ml de 2
propanol anhidro para preparar el solvente de titulacin. Su valor como blanco se
determin diariamente, por titulacin, antes de su uso.
Procedimiento para nmero de basicidad
1. Para cada prueba se pesaron aproximadamente 3 g de aceite lubricante en un

vaso de precipitado de 150 ml y se agregaron 75 ml de solvente de titulacin.
Luego se agit la mezcla con el fin de diluir todo el aceite aadido.
2. Se seleccion una bureta de 10 ml, se llen con la solucin alcohlica de HCl
0,1 M y se coloc en posicin en el ensamblaje de titulacin.
93
Mtodo de titulacin
1. Para el mtodo potenciomtrico se prepararon los electrodos y se calibr el pHmetro BOECO GERMANY BT-500 (Ver Anexo 1), utilizando soluciones buffer
Precisions ACS Chemicals (Ver Anexo 3) que posean un pH entre 6,99 y 7,01 a
25C y otro con pH entre 3,99 y 4,01 a la misma temperatura. La calibracin se
realiz siguiendo el manual de instrucciones y se comprob que la lectura para las
soluciones buffer se encuentran dentro del rango establecido.
En el caso del mtodo conductimtrico se prepararon los electrodos del
OS
D
A
RV
conductmetro THERMO SCIENTIFIC ORION 3 STAR (Ver Anexo 2), el cual se
SE
E
R
cloruro de sodio con 1413 S/cm
OdeSconductividad elctrica y siguiendo el manual
H
C
E
de instrucciones E
de R
trabajo.
D
calibr utilizando una solucin patrn Orion Application Solution (Ver Anexo 4) de
2. Se realiz la titulacin registrando el pH y la conductividad elctrica (S/cm), de

acuerdo al mtodo utilizado por cada 0,2 ml de HCl aadidos hasta observar un
cambio considerable en el pH o conductividad elctrica entre un volumen y otro, se
siguieron agregando 0,2 ml y registrando la lectura del pH y conductividad para
obtener ms valores y poder graficar el volumen consumido del titulante en funcin
del pH para el mtodo potenciomtrico y de la conductividad elctrica para el
mtodo conductimtrico.
3. Finalmente, se construyeron las grficas para cada prueba utilizando el mtodo
de Gran y de la segunda derivada para determinar con la mayor precisin el punto
de equivalencia.
Mtodo de clculo
Se calcul el nmero de acidez total de la siguiente manera:

(Ec. 3.2)
94
(Ec. 3.3)
Donde:
A (ml) = Solucin alcohlica de HCl utilizada para titular muestra hasta el punto
final (punto de equivalencia), el cual ocurre en la lectura medida del punto de
inflexin ms cercano a la lectura medida correspondiente a la solucin no acuosa
amortiguadora o en el caso de un punto de inflexin mal definido o inexistente,
hasta la lectura medida correspondiente a la solucin bsica amortiguadora no
OS
D
A
RVen blanco.
B (ml) = Volumen correspondiente a A para la titulacin
E
S
E
R
S
O
M (mol/L) = ConcentracinC
deH
solucin alcohlica de HCl.
E
DER
acuosa.
W (masa en g) = Muestra.
3.5.3. Fase III. Determinacin del TAN utilizando los mtodos de titulacin
El inters del experimento se centra en comparar los mtodos de titulacin
potenciomtrico y conductimtrico para la determinacin del TAN, y as determinar
el mtodo ms preciso.
El procedimiento a seguir para la determinacin del TAN se bas en el mtodo
establecido en la norma ASTM D-664, en el cual se especifica cmo se debe
realizar la preparacin de la solucin utilizada para titular.
A continuacin se mencionan los pasos seguidos para la determinacin del TAN
en los diversos lubricantes por los mtodos potenciomtrico y conductimtrico:
95
Preparacin de soluciones
1. Segn el procedimiento establecido en la norma ASTM se debe preparar una

solucin titulante de hidrxido de potasio (KOH) 0,1 M en alcohol isoproplico.
Debido a que no se dispone de KOH se procedi a preparar la solucin con
hidrxido de sodio (NaOH). La solucin alcohlica de hidrxido de sodio 0,1 M fue
preparada agregando 4 g de NaOH en 1 litro de 2 propanol (alcohol isoproplico).
La solucin de hidrxido de sodio en alcohol se estandariz utilizando 25 ml de
hidrgeno ftalato de potasio (HFK) como patrn primario, por medio del mtodo
OS
D
A
RV
potenciomtrico. Posteriormente, aplicando el mtodo de Gran y la segunda
SE
E
R
OS
derivada se graficaron los mililitros de NaOH consumidos en funcin del pH, para
as obtener la concentracin exacta de la solucin titulante.
H
C
E
R
Para determinar la
DEconcentracin se utiliz la siguiente ecuacin:
MNaOH x Veq = MHFK x VHFK
(Ec. 3.4)
Donde:
MNaOH = Normalidad del hidrxido de sodio.
Veq = Volumen en el punto de equivalencia.
MHFK = Normalidad del ftalato de potasio.
VHFK = Volumen de ftalato de potasio.
2. Se aadieron 500 ml de tolueno, 5 ml de agua destilada y 495 ml de 2
propanol anhidro para preparar el solvente de titulacin. Su valor como blanco se
determin diariamente, por titulacin, antes de su uso.
96
Procedimiento para nmero de acidez
1. Para cada prueba se pesaron 3 g de aceite lubricante en un vaso de precipitado

de 150 ml y se agregaron 75 ml de solvente de titulacin. Luego se agit la mezcla
con el fin de diluir todo el aceite aadido.
2. Se seleccion una bureta de 10 ml, se llen con la solucin alcohlica de NaOH
0,1 M y se coloc en posicin en el ensamblaje de titulacin.
Mtodo de titulacin
OS
D
A
RV
1. Para el mtodo potenciomtrico se prepararon los electrodos y se calibr el pH-
SE
E
R
OS
metro BOECO GERMANY BT-500 (Ver Anexo 1), utilizando soluciones buffer
CH
E
R
E a la misma temperatura. La calibracin se realiz siguiendo el
pH entre 3,99D
y 4,01
Precisions ACS Chemicals que posean un pH entre 6,99 y 7,01 a 25 C y otro con
manual de instrucciones y se comprob que la lectura para las soluciones buffer
se encuentran dentro del rango establecido.
En el caso del mtodo conductimtrico se prepararon los electrodos del
conductmetro THERMO SCIENTIFIC ORION 3 STAR (Ver Anexo 2), el cual se
calibr utilizando una solucin patrn Orion Application Solution de cloruro de
sodio con 1413 S/cm de conductividad elctrica y siguiendo el manual de
instrucciones de trabajo.
2. Se realiz la titulacin registrando el pH y la conductividad elctrica (S/cm), de
acuerdo al mtodo utilizado por cada 0,2 ml de NaOH aadidos hasta observar un
cambio considerable en el pH o conductividad elctrica entre un volumen y otro, se
siguieron agregando 0,2 ml y registrando la lectura del pH y conductividad para
obtener ms valores y poder graficar el volumen consumido del titulante en funcin
del pH para el mtodo potenciomtrico y de la conductividad elctrica para el
mtodo conductimtrico.
97
3. Finalmente, se construyeron las grficas para cada prueba utilizando el mtodo

de Gran y de la segunda derivada para determinar con la mayor precisin el punto
de equivalencia.
Mtodo de clculo
Se calcul el nmero de acidez total de la siguiente manera:

(Ec. 3.5)
Donde:
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
(Ec. 3.6)
H
C
E
R
A (ml) = SolucinE
D alcohlica de NaOH utilizada para titular muestra hasta el punto
final (punto de equivalencia), el cual ocurre en la lectura medida del punto de
inflexin ms cercano a la lectura medida correspondiente a la solucin no acuosa

amortiguadora o en el caso de un punto de inflexin mal definido o inexistente,
hasta la lectura medida correspondiente a la solucin bsica amortiguadora no
acuosa.
B (ml) = Volumen correspondiente a A para la titulacin en blanco.
M (mol/L) = Concentracin de solucin alcohlica de NaOH.
W (masa en g) = Muestra.
3.5.4. Fase IV. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin evaluados

Los resultados de TAN y TBN obtenidos en cada prueba para cada una de las
muestras utilizando los mtodos potenciomtrico y conductimtrico fueron
comparados entre s haciendo uso de algunos parmetros estadsticos como lo
98
son la media, desviacin estndar, desviacin estndar relativa, coeficiente de

variacin, error estndar y porcentaje de error.
Para el clculo del porcentaje de error se hizo uso de la ecuacin 2.18, para la
media se utiliz la ecuacin 2.20 la cual se define para variables discretas, para la
desviacin estndar y desviacin estndar relativa se usaron las ecuaciones 2.24
y 2.25, respectivamente. Para el coeficiente de variacin se utiliz la ecuacin 2.26
y para el error estndar se us la ecuacin 2.27.
Los parmetros anteriormente mencionados fueron utilizados para garantizar la
OS
D
A
RV
precisin y exactitud de los resultados obtenidos mediante los mtodos de

titulacin.
SE
E
R
OS
CH
E
R
E por cada uno de los mtodos y sus respectivos valores
Dobtenido
cada parmetro
Finalmente, se realiz una tabla comparativa donde se expresan los resultados de
estadsticos, los cuales permiten precisar cul mtodo es el ms efectivo para la

determinacin del TAN y TBN en aceites lubricantes.
CAPTULO IV
ANLISIS DE RESULTADOS
En este captulo estn plasmados los resultados obtenidos siguiendo cada una de
las
fases
investigacin
efectuadas
con
sus
anlisis
interpretaciones
correspondientes, sustentado por medio de tablas de registro y figuras.
OS
D
A
RV
4.1. Desarrollo de una metodologa para la seleccin de diversos aceites

lubricantes
E
S
E
R
Con las encuestas realizadas a losS
trabajadores en el rea de venta de los cinco
O
H
distintos centros deRlubricacin,
EC se determinaron las marcas de lubricantes a
E
D
seleccionar para realizar las titulaciones conductimtricas y potenciomtricas
tomando como base las marcas ms vendidas y disponibles en cada centro.
centro de lubricacin 1
Encuesta
Nombre: Jorge Chacn
No de centro de lubricacin : 1
Fecha: 15/05/13
Hora: 2:30pm

-
Castrol, PDV y Shell.

-
Castrol, Venoco, PDV y Shell.

-
Castrol, Shell e Inca Oil.
100

Encuesta
Nombre: Miguel Gonzlez
Fecha: 15/05/13
Hora: 4:00 pm

-
OS
D
A
RV
SE
E
R
3. Cules son las marcas deH
aceite
OSlubricante de mejor calidad?
C
E
R
E
- Castrol,D
Shell y Chevron.
-
Castrol, Shell, Inca Oil.

Encuesta
Nombre: Jhon Cardozo
Fecha: 16/05/13
Hora: 10:00 am

-
Inca Oil, Castrol y Venoco.

-
Inca Oil, Castrol, Venoco, PDV.

-
Castrol e Inca Oil.
101

Encuesta
Nombre: Ivn Zambrano
Fecha: 16/05/13
Hora: 2:00 pm

-
Shell, Inca Oil y Castrol.
OS
D
A
RV
SE
E
R
3. Cules son las marcas deH
aceite
OSlubricante de mejor calidad?
C
E
R
E
D y Venoco.
- Shell, Castrol
-
Castrol, Shell, Inca Oil, Venoco.

Encuesta
Nombre: Douglas Ramrez
Fecha:16/05/13
Hora: 3:00 pm

-
Castrol, Venoco y PDV.

-
Castrol, Shell, Inca Oil, Venoco y PDV.

-
102
Tomando como referencia las encuestas efectuadas en los distintos centros de

lubricacin, se realiz una matriz comparativa para seleccionar los tres aceites
lubricantes a utilizar. (Ver Tabla 4.6)
Tabla 4.6. Matriz comparativa para la seleccin de los aceites lubricantes
Parmetro
Castrol
Venoco
PDV
Shell
Inca Oil
Chevron
Comercial
Disponibilidad
Calidad
Total
15
11
V
R
E
RES
5
DOS
3
10
S
O
H
C
Las marcas de aceite E
lubricantes seleccionadas fueron Castrol, Shell e Inca Oil
R
E
debido a que D
son los ms comnmente utilizados y cumplen con los parmetros
establecidos para determinar los mejores aceites lubricantes presentes en el
mercado regional. Los mismos fueron identificados como muestra N o 1, muestra
No 2 y muestra No 3 respectivamente, en la ejecucin de los mtodos de titulacin
conductimtrica y potenciomtrica. (Ver Anexo 5)
4.2.
Determinacin
del
TBN
utilizando
los
mtodos
de
titulacin
Para la determinacin del nmero de basicidad total (TBN) se sigui el
procedimiento descrito en la fase II para los mtodos de titulacin electroqumicos
como lo son la potenciometra y conductimetra.
En la Tabla 4.7. se indican los volmenes de titulacin para la estandarizacin del
HCl por medio del mtodo conductimtrico, el cual es la solucin titulante para
llevar a cabo la determinacin del TBN por ambos mtodos.
103
Tabla 4.7. Volumen de cido clorhdrico consumido y conductividad elctrica para

la estandarizacin del mismo, empleando el mtodo conductimtrico
Volumen (ml de HCl)
0
1348
1048
957
4,2
917
4,5
909
4,6
945
4,7
S
O
D
A
RV 1065
1007
4,8
5
CH
E
R
DE
5,5
SE
E
R
OS
1180
1496
Para detectar el punto de equivalencia requerido para la determinacin de la

concentracin del HCl mediante la ecuacin 3.1. se realiz la curva de valoracin
de los mililitros de HCl en funcin de la conductividad elctrica. (Ver Figura 4.1)
Estandarizacion de la solucion de HCl

1500
Conductividad (s/cm)
1400
1300
1200
1100
1000
900
0
ml de HCl
Figura 4.1. Curva de estandarizacin de la solucin de HCl
104
En la Figura 4.1 se puede observar la curva de valoracin, donde en el eje Y se

encuentran las conductividades elctricas y en el eje X los volmenes de HCl
consumidos. El punto de equivalencia viene dado por el punto de inflexin en la
curva donde se aprecia un cambio brusco de la pendiente.
En la curva de titulacin es difcil precisar el punto de equivalencia, es decir,
detectar con exactitud el punto donde ocurre el cambio notable de la pendiente,
por esta razn, se utiliza el mtodo de la segunda derivada donde el punto de
equivalencia se determina por el corte de la recta en el eje X cuando Y es igual a
cero. (Ver Figura 4.2)
CH
E
R
DE
2500
SE
E
R
OS
2
da
OS
D
A
RV
Derivada
1500
1000
d Conductividad/dV
2000
500
0
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0
ml de HCl
Figura 4.2. Mtodo de la segunda derivada para detectar el punto de equivalencia

para la determinacin de la concentracin de la solucin de HCl
De la Figura 4.2. se puede observar que el volumen en el punto de equivalencia es
4,8 ml (corte de la curva con el eje X) de HCl. Utilizando la ecuacin 3.1 se
determin la concentracin de HCl, expresado en molaridad, obteniendo como
resultado una concentracin de 0,1042 mol/L.
105
Mtodo conductimtrico
A continuacin se presentan las tablas para cada muestra con sus respectivas
pruebas, donde se registran las conductividades elctricas en funcin de los
volmenes
consumidos
de
HCl
para
determinar
mediante
la
titulacin
conductimtrica el TBN en cada prueba. (Ver Tablas 4.8, 4.10 y 4.12)

Con los resultados reflejados en cada tabla para cada prueba se efectuaron las
respectivas grficas donde se reflejan las curvas de titulacin conductimtricas
con el fin de determinar el punto de equivalencia necesario para el clculo del
OS
D
A
RV
TBN. (Ver Figuras 4.3, 4.5, 4.7, 4.9, 4.11, 4.13, 4.15, 4.17 y 4.19)
SE
E
R
OS
Como en las curvas de titulacin es difcil la apreciacin del punto de equivalencia
CH
E
R
E que determina el volumen en el punto de neutralizacin.
Dcurvas
inflexin en las
se utiliz el mtodo de la segunda derivada para ubicar con exactitud el punto de
El mtodo de la segunda derivada permite observar el cambio de signo en el punto

de inflexin. El punto final de la titulacin se toma en el punto de interseccin del
corte de la curva de la segunda derivada con el eje X cuando Y es igual a cero.
(Ver Figuras 4.4, 4.6, 4.8, 4.10, 4.12, 4.14, 4.16, 4.18 y 4.20)
para la determinacin del TBN, empleando el mtodo conductimtrico para la
muestra No 1
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,26
0,23
0,24
0,2
0,38
0,36
0,34
0,4
0,58
0,54
0,56
0,6
0,81
0,74
0,78
0,8
1,06
0,98
1,03
1,34
1,19
1,32
106
Tabla 4.8. Continuacin

Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
1,2
1,62
1,49
1,56
1,5
1,94
1,86
1,9
Masa de la
muestra (g)
3,0955
3,1065
3,0290
OS
D
A
Titulacion conductimetrica
V
R
E
S
6
E
R
S
HO
5
C
E
D4 ER
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ml HCl
Figura 4.3. Curva de titulacin conductimtrica para la determinacin del TBN en

la prueba No1 de la muestra No1 de aceite lubricante
107
12
2da Derivada
8
6
4
d Conductividad/dV
10
2
0
1,0
1,2
E
S
1,6
E
R
OS ml HCl
1,4
OS
D
A
RV
1,8
2,0
H
C
E
R
Figura 4.4.D
Mtodo
E de la segunda derivada para la localizacin del punto de
equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba N o1 de la muestra No1 de

aceite lubricante utilizando el mtodo conductimtrico
7
6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ml HCl

108
2da Derivada
d2Conductividad/dV2
10
8
6
4
2
0
1,0
1,2
1,6
E
S
ml HCl
RE
1,4
OS
H
C
E
R
E
D
S
O
D
A
RV1,8 2,0

6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ml HCl

109
2da Derivada
d2Conductividad/dV2
12
10
8
6
4
2
0
1,0
1,2
1,4
OS
D
A
V
1,6
1,8
2,0
ER
S
E
SR
ml HCl

HO
C
E
ER
Para las pruebas correspondientes a la muestra N o1 se obtuvieron curvas de

valoracin donde en el eje Y se encuentran las conductividades elctricas y en el
eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de equivalencia se aprecia en
las curvas, donde se evidencia un punto de inflexin que origina un cambio
significativo de la pendiente.
Aplicando el mtodo de la segunda derivada se encontr el corte de las curvas
con el eje X cuando Y es igual a cero para la determinacin del punto final de la
titulacin. Los resultados obtenidos para la muestra N o1 se encuentran indicados
en la Tabla 4.9
conductimtrica para la determinacin del TBN para la muestra No1
Veq (ml)
Prueba No 1
1,83
Prueba No 2
1,84
Prueba No 3
1,83
110

muestra No 2
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,26
0,23
0,24
0,2
0,38
0,36
0,34
0,4
0,58
0,54
0,56
0,6
0,81
0,74
0,78
0,8
1,06
1,34
OS
H
1,94
C
E
R
E
D
Masa de la
1,2
1,62
1,5
muestra (g)
2,0
S 1,03
O
D
1,19
1,32
VA
R
E
S
1,56
RE 1,49
0,98
3,0838
1,86
1,9
3,0565
3,0733
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
ml HCl

111
da
d Conductividad/dV
1,4
Derivada
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,2
0,4
OS
H
C
E
R
E
D
OS
D
A
0,6
0,8
RV 1,0 1,2
E
S
ml
E
RHCl

1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
ml HCl

112
da
Derivada
1,0
0,5
d Conductividad/dV
1,5
0,0
0,4
0,6
0,8
OS
1,2
D
A
RV
1,0
SE
E
R
Figura 4.12. Mtodo de la segunda
Sderivada para la localizacin del punto de
Odel
H
equivalencia para la determinacin
TBN en la prueba N 2 de la muestra N 2 de
C
E
R
E
Daceite lubricante utilizando el mtodo conductimtrico
ml HCl
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
ml HCl

113
1,8
da
1,6
Derivada
d Conductividad/dV
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
RV
E
S
RE
ml HCl
DOS
1,0
1,2

OS
H
C
E
R
E
D
Para las pruebas correspondientes a la muestra N o2 se construyeron curvas de

titulacin donde en el eje Y se encuentran las conductividades elctricas y en el
eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de equivalencia se observa en
las curvas, donde ocurre una inflexin que origina un cambio significativo de la
pendiente.
en la Tabla 4.11
Veq (ml)
Prueba No 1
0,94
Prueba No 2
0,83
Prueba No 3
0,89
114

muestra No 3
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,19
0,23
0,17
0,5
0,59
0,63
0,59
0,93
0,98
0,92
1,2
1,27
1,33
1,28
1,4
1,7
0,71
1,7
2,26
2,91
1,65
S
DO 2,29
2,2
2,5
3,26OS
H
C
E
3,83
R
DE
Masa de la
muestra (g)
3,0968
RV
E
2,95
S
RE
2,34
2,83
3,38
3,25
3,91
3,87
3,1510
3,1211
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
ml HCl

115
d Conductividad/dV
da
2,6
2,4
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,6
0,8
1,0
Derivada
OS
D
A
RV 1,6 1,8
1,2 SE
1,4
RE
S ml HCl
O
H
Figura 4.16. Mtodo
EdeCla segunda derivada para la localizacin del punto de
R
E
D la determinacin del TBN en la prueba N 1 de la muestra N 3 de
equivalencia para
o
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ml HCl

116
d Conductividad/dV
da
2 Derivada
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
CH
E
R
DE
E
S
E
R
OS ml HCl
OS
D
A
RV

4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ml HCl

117
da
Derivada
d Conductividad/dV
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
OS
D
A
RlaV
Figura 4.20. Mtodo de la segunda derivada
para
localizacin del punto de
E
S
E
equivalencia para la determinacin del TBN
en la prueba N 3 de la muestra N 3 de
R
OS el mtodo conductimtrico
aceite lubricante
utilizando
H
C
E
R
E
D
ml HCl
Para las pruebas correspondientes a la muestra N o3 se graficaron curvas de

valoracin donde en el eje Y se encuentran las conductividades elctricas y en el
eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de equivalencia se estima en
las curvas, donde se evidencia un punto de inflexin que origina un cambio
significativo de la pendiente.
en la Tabla 4.13
Veq (ml)
Prueba No 1
1,62
Prueba No 2
1,81
Prueba No 3
1,65
118
Con los volmenes equivalentes reflejados en las Tablas N o 9, 11 y 13, para cada
prueba correspondiente a cada una de las muestras de lubricantes. Se calcularon
los TBN utilizando la ecuacin 3.3, obteniendo como resultado los valores
indicados en la Tabla 4.14.
Tabla 4.14. TBN calculado por medio de titulacin conductimtrica
TBN (mg KOH / g aceite)
Muestra No 1
Muestra No 2
Muestra No 3
Prueba No 1
3,4562
1,7820
3,0583
Prueba No 2
3,4628
1,6640
Prueba No 3
3,5321
Los
OS3,3582
D
A
RV
SE
E
1,6930
R
OS
CH
E
R
DEde TBN obtenidos
resultados
empleando
el
3,0907
mtodo
de
titulacin
conductimtrica demuestran diferencias entre las distintas muestras de aceites

lubricantes, lo cual es causa del aceite base y los aditivos utilizados en la
elaboracin de los mismos correspondiente a cada marca.
Mtodo potenciomtrico
Cumpliendo con los pasos establecidos para la determinacin del TBN mediante el
mtodo potenciomtrico, se obtuvieron los resultados de pH en funcin de los
volmenes de HCl para la titulacin potenciomtrica. (Ver Tablas 4.13, 4.14 y
4.15)
Para el clculo del TBN se requiere determinar el punto de equivalencia, es decir,
el punto donde ocurre la inflexin en la curva de valoracin de pH en funcin de
los volmenes consumidos de HCl. Para llevar a cabo lo anteriormente
mencionado, se procedi a graficar la curva de titulacin potenciomtrica para
cada prueba correspondiente a cada muestra. (Ver Figuras 4.21, 4.23, 4.25, 4.27,
4.29, 4.31, 4.33, 4.35 y 4.37).
119
Como
en
las
curvas
de
titulacin
potenciomtrica,
al
igual
que
las
conductimtricas, es difcil la apreciacin del punto de equivalencia se utiliz el

mtodo de la segunda derivada para ubicar con exactitud el punto de inflexin en
las curvas que determina el volumen en el punto de neutralizacin.
La segunda derivada es un mtodo que permite apreciar el cambio de signo en el
punto de inflexin. El punto final de la titulacin se ubica en el punto de
interseccin del corte de la curva de la segunda derivada con el eje X cuando Y es
igual a cero. (Ver Figuras 4.22, 4.24, 4.26, 4.28, 4.30, 4.32, 4.34, 4.36 y 4.38).
OS
D
A
Tabla 4.15. Volmenes de cido clorhdrico consumido
y pH para la determinacin
RV
E
S
del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico
para
la muestra N 1
E
R
pH
OS
Volumen
H
C
E
(ml de HCl)
Prueba 2
Prueba 3
DER Prueba 1
o
7,56
7,17
7,80
6,77
6,5
6,92
1,6
6,16
5,88
6,01
5,45
5,22
2,1
5,08
4,9
4,54
2,2
4,74
4,54
4,33
2,3
4,37
4,26
3,98
2,5
3,73
3,77
3,79
Masa de la
muestra (g)
3,0312
3,1609
3,0483
120
8,0
Titulacion potenciometrica
7,5
7,0
pH
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
0,0
1,5E
S
E
R
HCl
S
0,5
1,0
HO
C
E
ER
OS
D
A
R2,0V 2,5
Figura 4.21. Curva de titulacin potenciomtrica para la determinacin del TBN en

2da Derivada
2,0
1,8
1,6
d2pH/dV2
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
HCl

aceite lubricante utilizando el mtodo potenciomtrico
121
7,5
7,0
6,5
pH
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
0,0
0,5
1,0
1,5
OS
2,5
D
A
RV
2,0
HCl SE
E para la determinacin del TBN en
R
Figura 4.23. Curva de titulacin O
potenciomtrica
S
la prueba
NC
2H
de la muestra N 1 de aceite lubricante
E
R
E
D
o
da
Derivada
d pH/dV
1
0
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
HCl

122
8
7
pH
6
5
4
3
0,0
0,5
1,0
1,5
OS
2,5
D
A
RV
2,0
HCl SE
E para la determinacin del TBN en
R
potenciomtrica
S
la prueba
NC
3H
de la muestra N 1 de aceite lubricante
E
R
E
D
o
da
Derivada
d pH/dV
0
2,0
2,2
2,4
HCl

Se graficaron curvas de valoracin para las pruebas correspondientes a la
muestra No1 mediante el mtodo potenciomtrico, donde en el eje Y se
123
encuentran los pH y en el eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de

equivalencia se observ en las curvas, donde se evidencia un punto de inflexin
que origina un cambio significativo de la pendiente.
Aplicando el mtodo de la segunda derivada, al igual que en el mtodo
conductimtrico, se localiz el corte de las curvas con el eje X cuando Y es igual a
cero para la determinacin del punto final de la titulacin. Los resultados obtenidos
para la muestra No1 se encuentran indicados en la Tabla 4.16
potenciomtrica para la determinacin del TBN para la muestra N o1
OS
D
A
RV
SE
E
R
PruebaO
NS
1
2,18
H
C
2,14
EREPrueba N 2
Veq (ml)
Prueba No 3
2,12

del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico para la muestra N o 2
pH
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
7,56
7,17
7,82
0,5
7,15
7,01
7,56
6,73
6,73
7,3
1,1
6,42
6,6
7,15
1,2
6,24
6,43
6,8
1,3
5,88
6,25
6,69
1,4
5,71
6,53
1,5
5,49
5,8
6,49
Masa de la
muestra (g)
3,0654
3,0970
3,1213
124
7,5
7,0
pH
6,5
6,0
5,5
OS
D
A
RV
5,0
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
SE
E
R
potenciomtrica
para la determinacin del TBN en
S
H
la prueba
N
1
de
la
muestra
N
2
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml de HCL
da
Derivada
d2pH/dV2
0
1,1
1,2
1,3
1,4
ml de HCL

125
7,2
7,0
6,8
pH
6,6
6,4
6,2
6,0
5,8
OS
D
A
RV
5,6
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
ml de HCl
SE
E
R
potenciomtrica
S
H
la prueba
N
2
de
la
muestra
N
2
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
o
da
Derivada
d pH/dV
0
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
ml de HCl

equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba No2 de la muestra No2 de
126
8,0
7,8
7,6
7,4
pH
7,2
7,0
6,8
6,6
6,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
OS
D
A
RV
1,2
1,4
1,6
SE
E
R
potenciomtrica
S
H
la prueba
N
3
de
la
muestra
N
2
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml de HCL
da
Derivada
d pH/dV
0
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
ml de HCL

Se construyeron las curvas de valoracin para las pruebas correspondientes a la
muestra No2 mediante el mtodo potenciomtrico, ubicando en el eje Y los pH y
127
en el eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de equivalencia se

observ en las curvas, donde se refleja un punto de inflexin que origina un
cambio notable de la pendiente.
conductimtrico, se determin el corte de las curvas con el eje X cuando Y es igual
a cero para la deteccin del punto final de la titulacin. Los resultados obtenidos
OS
D
A
RV
SE
E
R
PruebaO
N S
1
1,13
H
C
1,37
EREPrueba N 2
Veq (ml)
Prueba No 3
1,15

del TBN, empleando el mtodo potenciomtrico para la muestra N o 3
pH
Volumen
(ml de HCl)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
7,82
7,55
7,49
0,5
7,43
7,18
7,12
6,89
6,79
6,67
1,2
6,68
6,59
6,48
1,3
6,45
6,51
6,41
1,4
6,36
6,39
6,28
1,5
6,28
6,28
6,01
1,6
6,19
6,01
5,92
5,01
5,83
5,83
Masa de la
muestra (g)
3,1020
3,0876
3,1213
128
8,0
7,5
pH
7,0
6,5
6,0
5,5
5,0
0,0
0,5
1,0
S
2,0O
D
A
RV
1,5
SE
E
R
potenciomtrica
S
H
la prueba
N
1
de
la
muestra
N
3
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml de HCl
da
Derivada
d pH/dV
2
1
0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
ml de HCl

equivalencia para la determinacin del TBN en la prueba No1 de la muestra No3 de
129
8,0
7,5
7,0
pH
6,5
6,0
5,5
5,0
0,0
0,5
1,0
S
2,0O
D
A
RV
1,5
SE
E
R
potenciomtrica
S
H
la prueba
N
2
de
la
muestra
N
3
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml de HCl
da
Derivada
0,4
d pH/dV
0,6
0,2
0,0
1,55
1,60
1,65
ml de HCl

130
8,0
7,5
7,0
pH
6,5
6,0
5,5
5,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0 S
O
D
VA
ER
S
E
SR
ml de HCl
Figura 4.37. Curva de titulacin potenciomtrica para la determinacin del TBN en

HO
C
E
ER
da
Derivada
d pH/dV
0
1,4
1,5
1,6
1,7
ml de HCl

Se elaboraron las curvas de valoracin para las pruebas correspondientes a la
muestra No3 mediante el mtodo potenciomtrico, ubicando en el eje Y los pH y
en el eje X los volmenes de HCl consumidos. El punto de equivalencia se
131
evidenci en las curvas, donde se presenta un punto de inflexin que origina un

cambio significativo en la pendiente.
conductimtrico, se determin el corte de las curvas con el eje X cuando Y es igual
a cero para la deteccin del punto final de la titulacin. Los resultados obtenidos
OS
D
A
RV
1,23
E
S
RE
Veq (ml)
Prueba No 1
OS
H
C
E
R
E
D
Prueba N 3
Prueba No 2
o
1,58
1,43
Con los volmenes equivalentes obtenidos en las Tablas No 4.16, 4.18 y 4.20 se
procedi a calcular el TBN mediante el mtodo potenciomtrico utilizando la
ecuacin 3.3. (Ver Tabla 4.21)
Tabla 4.21. TBN calculado por medio de titulacin potenciomtrica
TBN (mg KOH / g aceite)
Muestra No 1
Muestra No 2
Muestra No 3
Prueba No 1
4,2045
2,1551
2,3181
Prueba No 2
3,9580
2,5862
2,9917
Prueba No 3
4,0659
2,1540
2,6784
Los resultados de TBN determinados mediante el mtodo potenciomtrico

expresan diferencias entre las diversas muestras de aceites lubricantes
analizadas. Esto es a causa de los componentes empleados en la elaboracin de
132
los mismos, los cuales proporcionan caractersticas tanto bsicas como cidas al
lubricante.
4.3.
Determinacin
del
TAN
utilizando
los
mtodos
de
titulacin
Para la determinacin del nmero de acidez total mediante el mtodo
conductimtrico y potenciomtrico se siguieron los pasos indicados en Fase III.
OS
D
A
RV
Para proceder con la titulacin tanto conductimtrica como potenciomtrica se

requiere conocer la concentracin exacta de a solucin titulante. La concentracin
SE
E
R
OS de pH en funcin de los mililitros de NaOH
potenciomtrico registrando los
valores
H
C
Ese encuentran indicados en la Tabla 4.22.
R
consumidos, los
cuales
E
D
se determin mediante la estandarizacin del NaOH, utilizando el mtodo

estandarizacin del mismo, empleando el mtodo potenciomtrico
Volumen (ml de NaOH)
pH
0
3,83
5,07
10
6,19
15
7,05
18
7,7
20
20,5
12,27
25
13,6
Para detectar el punto de equivalencia requerido para la determinacin de la

concentracin del NaOH mediante la ecuacin 3.4. se realiz la curva de
valoracin de los mililitros de NaOH en funcin del pH. (Ver Figura 4.39)
133
Estandarizacion de NaOH
14
12
pH
10
8
6
4
CH
E
R
DE
0
SE
E
R
OS
10
15
OS
D
A
RV
20
25
ml NaOH
Figura 4.39. Curva de estandarizacin del NaOH
En la figura 4.39 se puede observar la curva de valoracin, donde en el eje Y se

encuentran los pH y en el eje X los volmenes de NaOH consumidos. El punto de
equivalencia viene dado por el punto de inflexin en la curva donde se aprecia un
cambio brusco de la pendiente.
En la curva de titulacin es difcil precisar el punto de equivalencia, es decir,
detectar con exactitud el punto donde ocurre el cambio notable de la pendiente,
por esta razn, se utiliza el mtodo de la segunda derivada donde el punto de
equivalencia se determina por el corte de la recta en el eje X cuando Y es igual a
cero. (Ver Figura 4.40)
134
2da Derivada
1,0
d2pH/dV2
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
15
16
17
E
RES
18
OS
D
A
RV
19
20
21
S
Figura 4.40. MtodoC
deH
laO
segunda derivada para detectar el punto de
E la determinacin de la concentracin del NaOH
R
equivalencia
para
E
D
ml NaOH
Observando la Figura 4.40 se puede apreciar que el punto de equivalencia es 20,3

ml (corte con el eje X cuando Y es igual a cero), utilizando la ecuacin 3.4 se
determin la concentracin en trminos de molaridad del NaOH, obteniendo como
resultado 0,1227 mol/L.
Mtodo conductimtrico
En las siguientes tablas se presentan los resultados obtenidos de la conductividad

elctrica en funcin de los volmenes de NaOH consumidos para efectuar la
titulacin conductimtrica en cada prueba de aceite lubricante para cada muestra y
as, poder determinar el nmero de acidez total. (Ver Tablas 4.19, 4.20 y 4.21)
Para determinar el TAN se requiere conocer el punto de equivalencia, para poder
ubicarlo es necesario graficar para cada prueba correspondiente a cada muestra
de aceite lubricante la conductividad elctrica en funcin del volumen de NaOH
consumido. (Ver Figuras 4.41, 4.43, 4.45, 4.47, 4.49, 4.51, 4.53, 4,55 y 4.57)
135
Como es difcil apreciar con exactitud el punto de equivalencia en la curva de

titulacin se procedi a aplicar el mtodo de la segunda derivada, con el fin de
localizar con precisin el punto de inflexin en la curva que representa el punto de
equivalencia.
El mtodo de la segunda derivada permite observar el cambio de signo en el punto
de inflexin. El punto final de la titulacin se toma en el punto de interseccin del
corte de la curva de la segunda derivada con el eje X cuando Y es igual a cero.
(Ver Figuras 4.42, 4.44, 4.46, 4.48, 4.50, 4.52, 4.54, 4.56 y 4.58)
OS
D
A
RV

para la determinacin del TAN, empleando el mtodo conductimtrico para la
muestra No 1
Volumen
SE
E
R
OS
CH
E
R
(ml de NaOH)
DE Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,73
0,45
0,45
0,5
1,43
1,45
1,41
3,04
2,86
2,71
1,2
3,92
3,58
3,52
1,5
5,17
4,2
3,73
1,6
5,83
4,35
3,89
1,7
6,17
4,82
4,32
1,8
6,47
5,77
5,46
7,19
6,66
6,05
Masa de la
muestra (g)
3,0499
3,0910
3,0560
136
7
6
5
4
3
2
1
0
0,0
OS
D
A
RV
SE1,5
E
1,0
R
OS
0,5
2,0
CH ml NaOH
E
R
Figura 4.41. Curva
DEde titulacin conductimtrica para la determinacin del TAN en
da
Derivada
d Conductividad/dV
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
ml HCl

equivalencia para la determinacin del TAN en la prueba N o1 de la muestra No1 de
137
7
6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
OS
2,0
D
A
RV
1,5
SE
E
R
conductimtrica
para la determinacin del TAN en
S
H
la prueba
N
2
de
la
muestra
N
1
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml NaOH
2da Derivada
d2Conductividad/dV2
6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
ml NaOH

138
Titulacion Conductimetrica
6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0 S
O
D
VA
ER
S
E
SR
ml NaOH
Figura 4.45. Curva de titulacin conductimtrica para la determinacin del TAN en

HO
C
E
ER
2da Derivada
2,0
1,8
d2Conductividad/dV2
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
ml NaOH

Para las pruebas correspondientes a la muestra No1 se obtuvieron curvas de
valoracin mediante el mtodo de titulacin conductimtrica donde en el eje Y se
encuentran las conductividades elctricas y en el eje X los volmenes de NaOH
139
consumidos. El punto de equivalencia se aprecia en las curvas, donde se

evidencia un punto de inflexin que origina un cambio significativo de la pendiente.
en la Tabla 4.24
conductimtrica para la determinacin del TAN para la muestra N o1
OS
D
A
RV
1,49
E
S
RE
Veq (ml)
Prueba No 1
OS
H
C
E
R
E
D
Prueba N 3
Prueba No 2
o
1,17
1,01

muestra No 2
Volumen
(ml de NaOH)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,18
0,19
0,19
0,5
0,99
0,99
1,63
1,65
1,64
1,2
1,95
1,99
1,96
1,4
2,35
2,28
2,32
1,6
2,61
2,5
2,55
1,8
2,95
2,71
2,8
3,09
2,85
2,9
2,5
3,44
3,26
3,26
Masa de la
muestra (g)
3,0659
3,0940
3,1011
140
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
OS
2,5
D
A
RV
2,0
SE
E
R
conductimtrica
S
H
la prueba
N
1
de
la
muestra
N
2
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml NaOH
1,2
2da Derivada
d2Conductividad/dV2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
ml NaOH

141
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
OS
2,5
D
A
RV
2,0
SE
E
R
conductimtrica
S
H
la prueba
N
2
de
la
muestra
N
2
de
aceite lubricante
C
E
R
E
D
ml NaOH
1,2
2da Derivada
d2Conductividad/dV2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
ml NaOH

142
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
SE
E
R
OS
ml NaOH
OS
D
A
RV
2,0
2,5

CH
E
R
DE
1,0
d2Conductividad/dV2
2da Derivada
0,5
0,0
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
ml NaOH

143

en la Tabla 4.26
OS
D
A
RV
1,28
E
S
RE
Veq (ml)
Prueba No 1
OS
H
C
E
R
E
D
Prueba N 3
Prueba No 2
o
1,06
1,22

muestra No 3
Volumen
(ml de NaOH)
Prueba 1
Prueba 2
Prueba 3
0,16
0,17
0,17
0,5
1,07
1,07
1,06
0,7
1,43
1,41
1,42
0,9
1,82
1,73
1,77
1,1
2,2
2,19
2,2
1,3
2,61
2,65
2,64
1,5
2,98
2,97
2,98
3,41
3,48
3,45
Masa de la
muestra (g)
3,0938
3,0567
3,0731
144
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
SE
E
R
OS
0,5
CH
E
R
DE
1,0
ml de NaOH
OS
D
A
1,5V
2,0
R

da
0,5
Derivada
d2Conductividad/dV2
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
ml de NaOH

equivalencia para la determinacin del TAN en la prueba No1 de la muestra No3 de
145
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
OS
D
A
RV
0,5
E
S
E
R
0,0
0,5 S 1,0
1,5
2,0
O
H
EC ml de NaOH
R
E
D de titulacin conductimtrica para la determinacin del TAN en
Figura 4.55. Curva
0,0
da
2,0
Derivada
1,8
d Conductividad/dV
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
ml de NaOH

146
Titulacion conducitimetrica
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
1,0 SE
E
R
ml
de NaOH
S
O
0,5
CH
E
R
DE
OS
D
A
V 2,0
R
1,5

1,4
da
Derivada
d Conductividad/dV
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
ml de NaOH

147

en la Tabla 4.28
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV

CH
E
R
DE
Veq (ml)
Prueba No 1
1,16
Prueba No 2
1,1
Prueba No 3
1,1
Con los volmenes reflejados en la tabla anterior se calcularon los TAN para cada
prueba correspondiente a cada muestra, utilizando la ecuacin 3.3, obteniendo
como resultado los valores indicados en la Tabla 4.12.
Tabla 4.29. TAN calculado por medio de titulacin conductimtrica
TAN (mg KOH / g aceite)
Muestra No 1
Muestra No 2
Muestra No 3
Prueba No 1
3,3632
2,8741
2,5812
Prueba No 2
2,6058
2,3585
2,4774
Prueba No 3
2,2752
2,7083
2,4642
148
Los resultados de TAN determinados mediante el mtodo conductimtrico

presentan diferencias entre las muestras de distintos aceites lubricantes
analizados. Esto se debe a que los componentes que constituyen el aceite como
los aditivos pueden proporcionar acidez al mismo.
4.4. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin evaluados

Los resultados que se presentan a continuacin corresponden a los parmetros
estadsticos de precisin y exactitud utilizados para comparar los mtodos de
OS
D
A
basicidad total (TBN) en distintas muestras de aceites
RV lubricantes. (Ver Tablas
E
S
E
4.30, 4.31 y 4.32).
R
S
HO
C
E
Para la determinacin
DER de los parmetros estadsticos empleados en la
titulacin potenciomtrica y conductimtrica en la determinacin del nmero de
comparacin de los mtodos potenciomtricos y conductimtricos se utilizaron los

resultados del nmero de basicidad total (TBN) indicados en la Tabla 4.21.
Tabla 4.30. Contraste estadstico para la determinacin del TBN mediante los
mtodos conductimtrico y potenciomtrico para la muestra N o1
Conductimtrico
Potenciomtrico
(mg KOH /g aceite)
(mg KOH /g aceite)
Media ( )
3,484
4,076
Desviacin estndar (S)
0,042
0,124
Desviacin estndar relativa (RSD)
0,012
0,030
Coeficiente de variacin (CV)
1,209
3,032
Error estndar (
0,024
0,071
0,60%
2,90%
Porcentaje de error (%Er)
149
Conductimtrico
Potenciomtrico
(mg KOH /g aceite)
(mg KOH /g aceite)
Media ( )
1,713
2,298
0,062
0,249
0,036
0,108
3,590%
10,842%
Coeficiente de variacin (%)

Error estndar (
Porcentaje de error (%)
CH
E
R
DE
OS0,144
D
A
RV
0,036
1,168%
SE
E
R
OS
6,235%
Conductimtrico
Potenciomtrico
(mg KOH /g aceite)
(mg KOH /g aceite)
Media ( )
3,169
2,663
0,165
0,337
0,052
0,127
5,194%
12,660%
0,095
0,195
2,474%
0,59%

Error estndar (
Los valores registrados en las tablas anteriores indican que el mtodo

conductimtrico es el ms preciso debido a que presenta menor desviacin y error
estndar en la mayora de las muestras. En cuanto a la exactitud, el mtodo de
titulacin conductimtrica posee un menor porcentaje de error comparado con el
mtodo potenciomtrico, es decir, posee mayor exactitud.
150
En trminos generales los mtodos de titulacin potenciomtrica y conductimtrica

presentan resultados estadsticos muy aceptables para ser considerados prcticos
en la determinacin de TBN en aceites lubricantes. Es importante destacar que las
diferencias entre los parmetros estadsticos que definen la precisin no fueron
tan amplias entre ambos mtodos, pero s lo suficiente para establecer una
tendencia hacia el mtodo ms efectivo para la determinacin del TBN en aceites
lubricantes.
En la Tabla 4.33 se expresan los resultados de los parmetros estadsticos
OS
D
A
RV
(precisin y exactitud) evaluados en la determinacin del nmero de acidez total
SE
E
R
Spara la determinacin del TAN mediante el
Tabla 4.33. Contraste estadstico
O
H
C
E mtodo conductimtrico
R
E
D
Muestra N 1
Muestra N 2 Muestra N 3
mediante la titulacin conductimtrica en distintas muestras de aceites lubricantes.
Media ( )
2,748
2,647
2,508
0,558
0,263
0,064
0,203
0,099
0,026
20,298%
9,943%
2,556%
0,322
0,152
0,037
5,178%
2,301%
1,204%

Error estndar (
Los resultados expuestos en la Tabla 4.33 reflejan la exactitud y precisin del

mtodo conductimtrico en la determinacin del TAN evaluando distintos
parmetros estadsticos. Se puede observar que las desviaciones estndar para
las distintas muestras son bajas, por lo que ste mtodo se considera efectivo
para la determinacin de TAN en aceites lubricantes.
Realizando una comparacin entre el mtodo de titulacin conductimtrica para la
determinacin del TAN y del TBN en aceites lubricantes, se pueden apreciar
151
resultados con una mayor desviacin estndar y porcentaje de error en la

determinacin del TAN, con respecto al TBN.
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
CONCLUSIONES
Las curvas de titulacin para determinar TBN por medio del mtodo
conductimtrico presentan un comportamiento lineal ascendente debido al
progresivo
aumento
de la
conductividad
en
funcin
al
volumen,
observndose una relacin proporcional entre ellas.
En las curvas de titulacin del mtodo potenciomtrico para el clculo del

TBN se observ un comportamiento lineal descendente, lo cual es
OS
D
A
RV
consecuencia de la disminucin del pH en funcin al volumen, por lo que el

comportamiento es inversamente proporcional.
SE
E
R
Los puntos finales o de equivalencia
OS para las titulaciones potenciomtricas
H
C
E en la determinacin de TAN y TBN se localizaron
y conductimtricas
R
E
D
aplicando el mtodo de la segunda derivada ya que en las curvas de
valoracin el punto de inflexin es difcil de determinar.
Al comparar los mtodos de titulacin potenciomtrica y conductimtrica se

demostr que los resultados analticos de desviacin estndar y porcentaje
de error arrojados por el mtodo conductimtrico son inferiores, lo cual lo
hace ms preciso que el mtodo potenciomtrico.
A pesar de que el mtodo de titulacin potenciomtrica arroja valores de

desviacin estndar y porcentaje de error mayores que el mtodo
conductimtrico, no se debe descartar para la determinacin del TBN en
aceites lubricantes.
El mtodo de titulacin conductimtrica para la determinacin del TAN en

aceites lubricantes presenta resultados con una mayor desviacin estndar
y porcentaje de error en comparacin con el clculo del TBN por el mismo
mtodo.
RECOMENDACIONES
Emplear el mtodo de titulacin conductimtrico para determinar el nmero

de basicidad total (TBN) y el nmero de acidez total (TAN) en aceites
lubricantes y as poder garantizar la calidad de los mismos.
Utilizar potencimetros y conductmetros automatizados para efectuar

titulaciones que permitan la determinacin del nmero de acidez total y el
nmero de basicidad total y as poder disminuir el tiempo que conllevan los
OS
D
A
V
Aplicar el mtodo de potenciometra para
laR
determinacin de TAN y TBN
E
S
E mayor proporcin de alcohol con
R
S
utilizando un solvente titulante
con
O
H
C
E
respecto alEtolueno,
R lo cual resulta ms econmico debido al alto costo de
D
ste ltimo reactivo.
anlisis.
Determinar el TBN y el TAN mediante el mtodo de espectrofotometra

ultravioleta visible y comparar con los mtodos anteriormente evaluados.
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ANEXOS
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Anexo 1. pH-metro utilizado, marca Boeco Germany Microprocessor BT-500
Anexo 2. Conductmetro utilizado, marca THERMO SCIENTIFIC ORION 3 STAR
159
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Anexo 3. Soluciones buffer Precisions ACS Chemicals
Anexo 4. Solucin patrn Orion Application Solution
160
CH
E
R
DE
SE
E
R
OS
OS
D
A
RV
Anexo 5. Muestras de aceites lubricantes seleccionados.

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta

Autor: Br. DANIEL KHORDOR

Maracaibo, enero de 2014

COMPARACIN DE LOS METODOS DE TITULACIN POTENCIOMTRICA

Khordor Moukarem, Daniel Zeid

Rincn Villasmil, Andrea Paola

Av. 2B con Calle 72 Edif. San Andrs

Av. 16 Goajira Res. Palaima

A nuestras hermanas, porque de una u otra forma brindaron su apoyo y

motivacin cada da para que logrramos la meta propuesta, ser ingenieros.

investigacin, por su aporte y participacin en el desarrollo del presente trabajo

1.1. Planteamiento del problema...

1.4.1. Delimitacin espacial.. 27

1.4.3. Delimitacin cientfica. 27

2.1. Antecedentes de la investigacin...

2.2. Bases tericas...

2.2.1. Aceites lubricantes.. 30

2.2.1.2. Clasificacin de los aceites lubricantes..

2.2.2. Grasas lubricantes..

2.2.3. Nmero de acidez total..

2.2.4. Nmero de basicidad total.

2.2.5.1. Resistencia, conductancia y conductividad...

2.2.5.2. Conductancia molar y equivalente..

2.2.5.3. Variacin de la conductividad con la concentracin. 41

2.2.5.5. Ley de las Migraciones Independientes de los Iones..

2.2.5.6. Medida de la conductancia... 44

2.2.5.8. Influencia de la temperatura.

2.2.5.9. Titulaciones conductimtricas..

2.2.6.1. Mtodo directo..

2.2.6.5. Electrodos de referencia...

2.2.6.6. Electrodos indicadores..

2.2.6.7. Titulaciones potenciomtricas por pH-metro.

2.2.6.8. Medida del punto de equivalencia con el pH-metro.

2.2.7. Norma ASTM...

2.2.7.1. ASTM D 664. 68

2.2.8. Anlisis Estadstico.

2.2.8.1. Pautas generales para disear experimentos .. 73

2.2.8.9. Desviacin estndar relativa

2.2.8.10. Coeficiente de variacin.... 79

2.3. Sistema de variables. 80

3.1. Tipo de investigacin

3.2. Diseo de la investigacin...

3.3. Tcnicas de recoleccin de datos..

3.4. Instrumentos de recoleccin de datos...

3.5. Fases de la investigacin.

3.5.4. Fase IV. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin

4. CAPTULO IV. ANLISIS DE RESULTADOS..

4.1. Desarrollo de una metodologa para la toma de muestras de diversos

potenciomtrica y conductimtrica... 102

4.4. Contraste estadstico de los mtodos de titulacin evaluados

Tabla 2.2. Conductancias equivalentes a dilucin infinita..

Tabla 3.1. Encuesta a expertos en el rea de ventas de aceites lubricantes

Matriz comparativa para la seleccin

Tabla 3.3. Volumen de hidrxido de sodio consumido y pH para la

Tabla 3.5. Volmenes de cido clorhdrico consumido y pH para la

Tabla 3.6. Volmenes de cido clorhdrico consumido y conductividad

Tabla 3.7. Volmenes de hidrxido de sodio consumido y conductividad