Det finns ett antal tillämpningar inom kemi och biologi där förändringar i pH kan ha en stor negativ effekt. Ett exempel på detta finns i människokroppen; förändringar i blodets pH kan ha en förödande effekt, så en mekanism i kroppen som kallas bikarbonatbuffertsystemet håller blodets pH i kontroll. I laboratorieinställningar används buffertlösning för att uppnå liknande resultat. Buffertlösningen upprätthåller en balans i pH-värdet av allt som man arbetar med, förhindrar utflyttningar från att flytta pH och eventuellt förstöra allt.

TL; DR (för länge, läste inte)

En buffertlösning består av en svag syra och dess konjugatbas eller en svag bas och dess konjugatsyra. De två komponenterna bibehåller en pH-balans som motstår förändras när starka syror eller baser läggs till.

Buffertlösningar

En buffertlösning är en lösning som innehåller både en syra och en bas. Lösningen görs genom att ta en svag syra och lägga till dess konjugatbas (som bildas genom att ta bort en proton från samma typ av syra) eller genom att kombinera en svag bas med dess konjugatsyra. Användningen av konjugat är vad som ger en buffertlösning sitt motstånd mot pH-förändringar; det skapar en jämvikt mellan syran och basen som är svår för andra syror eller baser att övervinna. Även när starka syror eller baser tillsätts, minskar jämvikten mellan den svaga syran /basen och dess konjugat effekterna av tillsatsen på det totala lösnings pH-värdet.

Buffert pH

Buffertlösningar har en bred utbud av applikationer, både i den verkliga världen och i laboratoriet. Ett buffert pH krävs för att de flesta enzymer ska fungera korrekt, och buffring används för att säkerställa korrekt färgkoncentration vid användning av färgämnen. Buffertlösningar används också för att kalibrera utrustning, speciellt pH-mätare som kan vara felkalibrerad om en buffert inte är närvarande. Det är värt att notera att buffertlösningar inte nödvändigtvis har ett neutralt pH, bara en balanserad en; buffertlösningar gjorda av citronsyra, ammoniak, ättiksyra (som finns i ättika i låga koncentrationer) och andra föreningar kan ha pH-värden så låg som 2 eller högre än 10. Detta möjliggör användning av buffertlösningar i arbete med mycket starka syror eller baser.

Buffertkapacitet

Medan buffertlösningar är resistenta mot förändringar i pH betyder det inte att buffertlösningens pH inte kan förändras om det är tillräckligt stark syra eller stark bas är adderat. Mängden av en stark syra eller bas som en buffertlösning kan ta innan signifikanta pH-förändringar uppträder är känd som buffertkapaciteten. Kapaciteten varierar beroende på buffertlösningens kärnkomponenter och hur mycket av den starka syran eller basen som läggs till lösningen. Om man tillsätter en stark syra till buffertlösningen är kapaciteten lika med mängden av basen i lösningen. Om man lägger till en stark bas är kapaciteten lika med syrans mängd i lösningen.