ISO 3839:1996

Petroleum products - Determination of bromine number of distillates and aliphatic olefins - Electrometric method

Produits pétroliers — Détermination de l'indice de brome des distillats et des oléfines aliphatiques — Méthode électrométrique

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 02-Oct-1996
• ICS: 71.080.10 - Aliphatic hydrocarbons
• ICS: 75.080 - Petroleum products in general
• Technical Committee: ISO/TC 28 - Petroleum and related products, fuels and lubricants from natural or synthetic sources
• Drafting Committee: ISO/TC 28/WG 26 - Physio-chemical and inspection tests
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 12-Sep-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidated By: ISO 8536-11:2004 - Infusion equipment for medical use - Part 11: Infusion filters for use with pressure infusion equipment
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Amended By: ISO 3839:1996/Amd 1:2020 - Petroleum products - Determination of bromine number of distillates and aliphatic olefins - Electrometric method - Amendment 1
• Effective Date: 31-Jul-2021
• Revises: ISO 3839:1978 - Petroleum distillates and commercial aliphatic olefins - Determination of bromine number - Electrometric method
• Effective Date: 15-Apr-2008

Overview

ISO 3839:1996 - Petroleum products: Determination of bromine number of distillates and aliphatic olefins - Electrometric method specifies an electrometric titration technique to determine the bromine number of distillate fractions and aliphatic olefins. The bromine number is a key chemical analysis value indicating the degree of unsaturation (olefinic content) in petroleum-derived streams. The standard includes guidance on test samples, purity considerations and provides reference data (e.g., tabulated compound values) to support method implementation.

Key Topics

• Scope of measurement: Determination of bromine number for distillates and aliphatic olefins to quantify unsaturation.
• Analytical principle: Electrometric titration-endpoint detection using electrical measurement (electrometer/potentiometric detection) rather than visual indicators.
• Sample types and quality: Covers a variety of petroleum products and olefinic hydrocarbons; annex tables provide compound purity notes and reference bromine-number data for verification and quality control.
• Reagents and instrumentation: Requires bromine reagent in appropriate solvent systems and electrometric equipment (electrodes, measuring device) suitable for titration of petroleum matrices.
• Results and reporting: Bromine number reported according to the method’s measurement conventions; reference to test samples and purity annotations aids in interpretation.
• Descriptors/keywords: petroleum products, olefinic hydrocarbons, chemical analysis, determination, bromine number, electrometric analysis.

Applications

• Quality control in refineries and fuel production-monitoring olefin content in gasoline, naphtha and distillate streams.
• Product specification testing for petrochemical feedstocks where olefin levels affect downstream processing (e.g., polymerization, alkylation).
• Research and development labs assessing the degree of unsaturation in synthesized or fractionated hydrocarbon samples.
• Regulatory and compliance testing where bromine number is specified as a metric for product acceptance or safety evaluation.

Who Uses This Standard

• Analytical chemists and laboratory technicians in petroleum and petrochemical industries
• Refinery process engineers and QC managers
• Third‑party testing laboratories and standardization bodies
• R&D teams developing hydrocarbon processing or additive technologies

Related Standards

• Other international and industry methods for bromine number or olefin determination (electrometric and alternative titrimetric approaches) and general petroleum analysis standards from ISO and ASTM are typically consulted alongside ISO 3839 for comprehensive test programs.

Keywords: ISO 3839, bromine number, petroleum products, olefinic hydrocarbons, electrometric titration, chemical analysis, distillates, fuel quality.

Standards Content (Sample)

0 IS0
IS0 3839: 1996(E)
Table A. 1 (concluded)
Purity 1)
Bromine number
Compound
% Theory Found Difference from theory
Nitrogen compounds
99,85 12 %- 12
Pyrrolidine a0
16)
Pyridine -#- I,4
o,o 14
99,90 -k 0,9
2-methylpyridene o,o o,g
4-methylpyridine 99 +I*) + I,7
or0 I,7
2,4,6-trimethylpyridine 99 +I*) + 2,7
co
2,7
13)
2-(5-nonyl)pyridine + I,4
04 I,4
99,99
Pyrrole or0 873 + 873
2-methylpyrrole 98 +I’) 708 + 708
or0
2,4-dimethylpyrrole 98 +“‘I 484 + 484
o,o
2,5-dimethylpyrrole 99,9 +‘4)
no 869 + 869
2,4-dimethyl-3-ethylpyrrole 98 +I’) 248 + 248
98 +I’)
1 -(I -butyl)pyrrole w 472 + 472
Oxygen compounds
‘8)
Acetone
o,o
w or0
Methyl ethyl ketone
010 w w
Miscellaneous
IO)
Ethanolamine + I,5
010 I,5
‘0)
Ethylene dichloride
08 w co
‘0)
Ethylene dibromide
o,o
o,o o,o
20)
Tetraethyllead (TEL) (50) 23) 53
(+ 3)
20)
Tetramethyllead (TML) (60) 23)
63 (+ 3)
API Standard test samples, unless otherwise noted.
1)
2) Phillips pure grade product, distilled, heart-cut percolated through silica gel.
Purity not stated.
3)
Average value obtained in September, 1957, Cooperative Programme on purified Eastman product.
4)
Dow Research Chemical.
5)
6) Approximate value.
Hercules Inc., experimental sample
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 3839
Deuxième édition
1996-10-01
Produits pétroliers — Détermination de
l'indice de brome des distillats et des
oléfines aliphatiques — Méthode
électrométrique
Petroleum products — Determination of bromine number of distillates
and aliphatic olefins — Electrometric method
A
Numéro de référence
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 3839 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 28, Produits pétroliers et
lubrifiants.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 3839:1978), dont elle constitue une révision
technique.
L'annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d’information.
©  ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
pour lame que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la phoàcopie et les microfilms, sans l'accord écrit de
l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet [e-mail]
X.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Version française tirée en 1998
Imprimé en Suisse
ii
©
NORME INTERNATIONALE  ISO ISO 3839:1996(F)
Produits pétroliers — Détermination de l'indice de brome des
distillats et des oléfines aliphatiques — Méthode électrométrique
AVERTISSEMENT — L'utilisation de la présente Norme internationale implique l'intervention de produits,
d'opérations et d'équipements à caractère dangereux. La présente Norme internationale n’est pas censée
aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son usage. Il est de la responsabilité de l'utilisateur
de consulter et d'établir des règles de sécurité et d'hygiène appropriées et de déterminer l'applicabilité des
restrictions réglementaires avant utilisation.
1  Domaine d'application
La présente Norme internationale prescrit une méthode de détermination de l'indice de brome des produits
suivants:
a) distillats de pétrole réellement exempts de produits plus légers que le 2-méthylpropane et dont la température
du point 90 % (V/V) de distillation est inférieure à 327 °C. La méthode est généralement applicable aux
essences (y compris les carburants sans plomb, plombés et contenant des oxygénés), aux kérosènes et aux
distillats de la gamme des gas-oils compris dans les limites ci-dessous:
Température de distillation au point Indice de brome maximal
(ISO 3405) (voir note 1)
90 % (V/V) de distillation
< 205 °C 175
205 °C à 327 °C 10
b) oléfines commerciales constituées essentiellement par des mélanges de mono-oléfines aliphatiques, compris
dans l'intervalle des indices de brome de 95 à 165 (voir note 1).
La méthode est satisfaisante pour des produits comme le trimère et le tétramère de propène commercial, le dimère
du butène et les mélanges de nonènes, octènes et heptènes. La méthode n'est pas satisfaisante pour les alpha-
oléfines normales.
NOTES
1  Ces limites sont imposées car la fidélité de la méthode a été déterminée dans l'intervalle de ces indices de brome.
2  La valeur de l'indice de brome donne une indication sur la quantité de constituants réagissant sur le brome, mais pas une
identification de ces constituants; l'annexe A et le tableau A.1 donnent des informations par rapport à l'utilisation de cette
valeur en tant que mesure de l'insaturation oléfinique.
©
2  Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 3405:1988, Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques de distillation.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai.
3  Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, la définition suivante s'applique:
3.1  indice de brome: Masse, en grammes, de brome réagissant sur 100 g d'échantillon, dans des conditions
normalisées.
4  Principe
Une masse connue d'échantillon, dissoute dans un solvant déterminé, maintenue entre 0 °C et 5 °C, est titrée par
une solution volumétrique titrée de bromure-bromate. Le point final indiqué par un appareil de titrage
électrométrique est atteint lorsque la présence de brome libre provoque un changement subit de la conductibilité
électrique du système.
5  Produits et réactifs
Au cours de l'analyse, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue, et de l'eau conforme à la
qualité 3 de l'ISO 3696.
5.1  1,1,1-Trichloroéthane (CH CCl ).
3 3
AVERTISSEMENT —  Le 1,1,1-trichloroéthane est dangereux pour l'environnement. On recherche activement
un substitutif.
5.2  Méthanol (CH OH).
5.3  Iodure de potassium, solution à 150 g/l.
Dissoudre 150 g d'iodure de potassium (KI) dans de l'eau et étendre à 1 litre.
5.4  Acide sulfurique, solution diluée (1:5).
Mélanger soigneusement 1 volume d'acide sulfurique concentré [H SO , 98 % (m/m) (c'est-à-dire de fraction
2 4
massique 98 %) minimum] avec 5 volumes d'eau.
5.5  Solvant de titrage.
Préparer 1 litre de solvant de titrage en mélangeant les volumes suivants de produits: 714 ml d'acide acétique (5.9),
134 ml de 1,1,1-trichloroéthane (5.1), 134 ml de méthanol (5.2) et 18 ml de la solution d'acide sulfurique (5.4).
©
ISO
5.6 (Br ) = 0,250 mol / l .
Solution de bromure-bromate, c
Dissoudre dans de l'eau 51,0 g ± 0,1 g de bromure de potassium (KBr) et 13,92 g ± 0,01 g de bromate de
potassium (KBrO ), séchés à 105 °C pendant 30 min, et étendre à 1 litre.
NOTE —  Si les indices de brome, sur les oléfines de référence indiquées dans l'article 7, obtenues avec cette solution ne
sont pas dans les limites prescrites, ou s'il existe quelque incertitude sur la qualité des réactifs de base, il est recommandé de
déterminer la concentration (mol/l) de la solution en la titrant, et d'utiliser dans les calculs la concentration ainsi obtenue. Le
mode opératoire du titrage est le suivant:
Mettre 50 ml d'acide acétique (5.9) et 1 ml d'acide chlorhydrique concentré (5.10) dans une fiole à indice d'iode de 500 ml.
Refroidir la solution dans un bain de glace pendant environ 10 min et, tout en agitant continuellement le contenu de la fiole,
ajouter, au moyen d'une burette étalonnée de 10 ml, 5,00 ml ± 0,01 ml de la solution de bromure-bromate à titrer à la vitesse
de 1 ou 2 gouttes par seconde. Boucher immédiatement la fiole, agiter le contenu, la placer à nouveau dans le bain de glace et
ajouter 5 ml de la solution d'iodure de potassium (5.3) dans le réservoir annulaire de la fiole. Au bout de 5 min, enlever la fiole
du bain de glace et laisser couler la solution d'iodure de potassium dans la fiole en enlevant lentement le bouchon. Agiter
vigoureusement. Ajouter 100 ml d'eau de façon à rincer le bouchon, le réservoir annulaire et les parois de la fiole, et titrer
rapidement avec la solution de thiosulfate de sodium (5.7). Vers la fin du tirage, ajouter 1 ml de la solution d'amidon (5.8) et
titrer lentement jusqu'à disparition de la couleur bleue. Calculer la concentration c (Br ), exprimée en moles par litre, de la
1 2
solution de bromure-bromate de la façon suivante:
Vc
c =
2V
où
V est le volume, en millilitres, de la solution de thiosulfate de sodium nécessaire pour le titrage de la solution de
bromure-bromate;
V est le volume, en milllilitres, de la solution de bromure-bromate (nominalement 5,00);
c est la concentration, en moles par litre, de la solution de thiosulfate de sodium;
2 est le nombre d'électrons transférés lors de la réaction d'oxydo-réduction du bromure-bromate.
Recommencer le titrage de la solution jusqu'à ce que deux résultats successifs ne diffèrent pas de leur moyenne de plus de
± 0,002 mol/l.
5.7  Thiosulfate de sodium, solution de concentration 0,1 mol/l.
Dissoudre dans de l'eau 25,0 g ± 0,1 g de thiosulfate de sodium pentahydraté (Na S O .5H O) et ajouter 0,01 g de
2 2 3 2
carbonate de sodium (Na CO ) pour stabiliser la solution. Étendre à 1 litre et mélanger soigneusement en agitant.
2 3
Titrer selon une méthode reconnue pour donner la concentration avec une erreur inférieure à ± 0,000 2 mol/l.
Retitrer assez souvent pour déceler des changements de concentration de ± 0,000 5 mol/l.
5.8  Amidon, solution.
Broyer 5 g d'empois d'amidon et 5 mg à 10 mg d'iodure de mercure(II) (HgI ) avec 3 ml à 5 ml d'eau. Ajouter cette
suspension à 2 litres d'eau bouillante et faire bouillir pendant 5 min à 10 min. Laisser refroidir et décanter le liquide
clair surnageant dans des flacons à bouchon en verre rodé.
AVERTISSEMENT —  L'iodure de mercure (II) est toxique. On recherche activement un substitutif.
5.9  Acide acétique glacial, de pureté minimale 99,0 % (m/m) (c'est-à-dire de fraction massique 99,0 %).
5.10  Acide chlorhydrique, concentré, 35,4 % (m/m) de HCl (c'est-à-dire de fraction massique 35,4 %).
5.11  Acide nitrique, concentré, 69,0 % à 70,5 % (m/m) (c'est-à-dire de fraction massique 69,0 % à 70,5 %).
©
6  Appareillage
6.1  Appareillage de titrage électrométrique.
Tout appareil conçu pour pratiquer des titrages, avec des points finals réglés à l'avance, peut être utilisé, avec une
alimentation de courant de polarisation à haute impédance capable de maintenir 0,8 V entre deux électrodes de
platine et avec une sensibilité telle qu'une variation de tension d'environ 50 mV, entre ces électrodes, suffise pour
indiquer le point final.
NOTE —  D'autres types de titrimètres électriques commercialisés ainsi que certains pH-mètres sont également appropriés.
6.2  Récipient de titrage.
Il s’agit d’un récipient en verre à double paroi d'environ 120 mm de hauteur et 45 mm de diamètre intérieur, et tel
qu'il puisse être maintenu de manière commode à une température comprise entre 0 °C et 5 °C.
6.3  Agitateur.
Tout système avec agitateur magnétique peut être utilisé.
6.4  Électrodes.
Utiliser une paire d'électrodes en fil de platine dont chaque fil a environ 12 mm de longueur et 1 mm de diamètre.
Les fils doivent être distants de 5 mm et à environ 55 mm au-dessous du niveau du solvant de titrage. Nettoyer la
paire d'électrodes à intervalles réguliers avec de l'acide nitrique (5.11) et rincer à l'eau avant usage.
6.5  Burette.
Tout système capable de mesurer le réactif de titrage avec des graduations au moins tous les 0,05 ml peut être
utilisé.
7  Vérification
En cas de doute dans l'application du mode opératoire, les réactifs et les techniques doivent être vérifiés par des
déterminations sur du cyclohexène ou du diisobutène fraîchement purifié. Opérer conformément à l'article 8, avec
une prise d'essai de 0,6 g à 1 g de cyclohexène ou de diisobutène (voir tableau 1), ou de 6 g à 10 g d'une solution à
10 % (m/m) (c'est-à-dire une fraction massique de 10 %) de ces produits dans le 1,1,1-trichloroéthane (5.1). Si les
réactifs et les techniques sont corrects, on obtiendra des valeurs comprises dans les intervalles suivants:
Étalon Indice de brome
Cyclohexène, purifié (voir notes 1, 2 et 3) 187 à 199 (voir note 4)
Cyclohexène, solution à 10 % 18 à 20
Diisobutène, purifié (voir notes 2 et 3) 136 à 144 (voir note 4)
Diisobutène, solution à 10 % 13 à 15
NOTES
1  Les échantillons purifiés de cyclohexène et de diisobutène peuvent être préparés à partir de produits riches en cyclohexène
distillant dans l'intervalle 81 °C à 83 °C et de produits riches en diisobutène (isomère du 2,2,4-triméthylpent-1-ène seulement)
distillant dans l'intervalle 100 °C à 102 °C, de la façon suivante:
©
ISO
Mettre 65 g de gel de silice activé (granulométrie 75 μm à 150 μm, préparé pour produire une polymérisation minimale des
oléfines) dans une colonne, d'environ 16 mm de diamètre et 760 mm de longueur, comportant un robinet à sa partie inférieure
et contenant un petit tampon de laine de verre juste au-dessus de ce dernier. Une burette de 100 ml convient, ou toute colonne
conduisant à un rapport hauteur:diamètre de gel de silice d'au moins 30:1. Tapoter la colonne au cours de l'introduction du gel
pour assurer un garnissage uniforme.
Dans la colonne, verser 30 ml d'oléfine à purifier. Lorsque l'oléfine disparaît dans le gel, remplir la colonne avec le méthanol
(5.2). Rejeter les premiers 10 ml de l'effluent et recueillir les 10 ml suivants constituant l'oléfine purifiée pour l'essai de l'indice
de brome. Mesurer à 20 °C et noter la masse volumique et l'indice de réfraction des échantillons purifiés. Rejeter le reste de
l'effluent.
2  S'il est nécessaire d'effectuer une distillation de ces oléfines comme étape de prépurification, on mettra quelques pastilles
d'hydroxyde de potassium (KOH) dans le ballon de distillation et la distillation ne sera pas poussée au-delà de 90 % (V/V)
(c'est-à-dire de fraction volumique 90 %), de manière à réduire les risques de décomposition de certains peroxydes qui
peuvent être présents.
3  Les oléfines de référence donnant les résultats précédents sont caractérisées par les propriétés indiquées dans le
tableau 1.
4  Les indices de brome théoriques du cyclohexène et du diisobutène sont respectivement de 194,5 et 142,4.
Tableau 1 — Propriétés physiques des oléfines purifiées
Composé Point d’ébullition Masse volumique à 20°C Indice de réfraction
°C kg/m³ n
D
Cyclohexène 82,5 à 83,5 810,0 1,446 5
Diisobutène 101,0 à 102,5 717,5 ± 1,5 1,411 2
8  Mode opératoire
8.1  Mettre 10 ml de 1,1,1-trichloroéthane (5.1) dans une fiole jaugée de 50 ml et, à l'aide d'une pipette, introduire
une prise d'essai dont la masse est choisie selon les indications du tableau 2. Calculer la masse de la prise d'essai
introduite, soit par différence des pesées (à 1 mg près) de la fiole avant et après addition de la prise d'essai, soit à
partir du volume introduit si la masse volumique est connue avec précision. Remplir la fiole jaugée jusqu'au repère
avec du 1,1,1-trichloroéthane et bien mélanger.
Tableau 2 — Masse de la prise d'essai conseillée
Indice de brome Masse de la prise d'essai
g
0 à 10 20 à 16
Au-dessus de 10 et jusqu'à 20 10 à 8
Au-dessus de 20 et jusqu'à 50 5 à 4
Au-dessus de 50 et jusqu'à 100 5 à 1,5
Au-dessus de 100 et jusqu'à 150 1,0 à 0,8
Au-dessus de 150 et jusqu'à 200 0,8 à 0,6
NOTES
1  Si l'ordre de grandeur de l'indice de brome d'une prise d'essai est inconnu, un essai de sélection est recommandé, en
utilisant une prise d'essai de 2 g pour obtenir la valeur approximative de l'indice de brome. Cet essai sera suivi d'une autre
détermination, en utilisant une quantité de prise d'essai conforme au tableau 2. La masse de prise d'essai sera également telle
que le volume de solution titrée de bromure-bromate utilisé ne dépassera pas 10 ml et qu'aucune séparation du mélange
réactionnel en deux phases ne surviendra au cours du titrage.
2  On peut avoir des difficultés à dissoudre les prises d'essai de produits
...