pH-Wert

Der pH-Wert ist eine grundlegende Kennzahl, die in wässrigen Lösungen die Acidität oder Basizität anzeigt. Bei nichtwässrigen Substanzen wie Ölen lässt sich der pH-Wert jedoch nicht auf herkömmliche Weise bestimmen, da diese keine freien Protonen (H⁺) im Sinne einer wässrigen Lösung enthalten. Deshalb wird für Öle statt des normalen pH-Werts der initiale pH-Wert (i-pH-Wert) oder Anfangs-pH-Wert ermittelt, der Auskunft über die sauren oder basischen Bestandteile im Öl gibt.

Methodik der Bestimmung des initialen pH-Werts in Ölen

Der initiale pH-Wert in Ölen wird potentiometrisch bestimmt, also über eine elektrische Spannungsmessung in der verdünnten Probe vor Beginn einer Titration (Prüfnorm ASTM D7946):

1. Vorbereitung der Probe: Zunächst wird das Öl mit einem Lösungsmittel gemischt, das die sauren Komponenten des Öls lösen kann. Verwendet wird ein Lösungsmittelgemisch mit einem geringen Wasseranteil.
2. Messung: Eine Elektrode misst in der verdünnten Probe die elektrische Spannung, ohne dass zuvor Lauge zugegeben wird. Nach einer festgelegten Zeit (zum Beispiel 5 Minuten) wird der Messwert in den initialen pH-Wert umgerechnet.
3. Auswertung: Je niedriger der initiale pH-Wert, desto stärker ist das Öl mit sauren Stoffen belastet. Ein sinkender Wert kann auf starke, korrosive Säuren hinweisen, die sich in der Säurezahl kaum zeigen.
4. Abgrenzung zur Säurezahl: Wird die Probe anschließend mit Lauge bis zu einem Endpunkt titriert, ergibt sich nicht der initiale pH-Wert, sondern die Säurezahl (AN).

Bedeutung der Bestimmung des initialen pH-Werts in Ölen

• Ölanalyse im BHKW: Bei Gasmotoren in Blockheizkraftwerken (BHKW) ist der initiale pH-Wert ein wichtiges Kriterium der Ölanalyse, vor allem beim Betrieb mit Bio-, Klär- oder Deponiegas. Zusammen mit weiteren Kennwerten zeigt er, wann das Öl gewechselt werden muss; die Grenzwerte legt der Motorenhersteller fest.
• Korrosionspotenzial: In der Industrie können saure Öle zu Korrosion an Maschinenteilen führen. Die Kenntnis des initialen pH-Werts hilft, Korrosionsschäden zu vermeiden.
• Produktentwicklung: Die Bestimmung des initialen pH-Werts ist auch für die Entwicklung neuer Ölprodukte wichtig, da sie Einblicke in die chemische Zusammensetzung und mögliche Reaktivitäten gibt.

Fazit

Obwohl Öle keinen „normalen“ pH-Wert wie wässrige Lösungen aufweisen, ermöglicht die potentiometrische Messung des initialen pH-Werts eine Aussage darüber, wie stark ein Öl mit Säuren belastet ist. Diese Informationen sind für viele industrielle und kommerzielle Anwendungen von großer Bedeutung.