Buffertar motstår förändringar i pH när små mängder syra eller bas tillsätts på grund av deras unika sammansättning. En buffert består vanligtvis av en svag syra och dess konjugerade bas, eller en svag bas och dess konjugerade syra. När en liten mängd syra tillsätts till en buffertlösning donerar den svaga syran protoner (H+) till lösningen, vilket förhindrar en signifikant sänkning av pH. Omvänt, när en liten mängd bas tillsätts, accepterar konjugatbasen protoner, vilket förhindrar en signifikant ökning av pH.

Här är en förenklad förklaring:

1. Svag syrabuffert :

Överväg en buffertlösning som innehåller en svag syra (HA) och dess konjugerade bas (A-). När en liten mängd syra tillsätts sker följande reaktion:

HA + H+ → A- + H3O+ (Hydroniumjon)

I denna reaktion donerar den svaga syran (HA) protoner till lösningen och kombineras med de tillsatta H+-jonerna för att bilda mer av dess konjugerade bas (A-). Detta förhindrar en signifikant minskning av pH eftersom de ytterligare H+-jonerna förbrukas av den svaga syran.

2. Svag basbuffert :

På liknande sätt kan en buffertlösning som innehåller en svag bas (B) och dess konjugerade syra (HB+) neutralisera små mängder tillsatt bas:

B + OH- → HB+ + H2O (vatten)

I detta fall accepterar konjugatsyran (HB+) de tillsatta hydroxidjonerna (OH-), omvandlar dem till vattenmolekyler och ökar koncentrationen av dess konjugatbas (B). Detta förhindrar en avsevärd ökning av pH eftersom de tillsatta OH-jonerna effektivt avlägsnas.

Buffertkapaciteten eller buffertkapaciteten avgör hur mycket syra eller bas en buffert kan neutralisera innan dess pH ändras markant. Denna kapacitet beror på koncentrationerna av den svaga syran och dess konjugerade bas (eller den svaga basen och dess konjugerade syra) i buffertlösningen. Buffertar är väsentliga i olika tillämpningar, inklusive biologiska system (där pH är avgörande för enzymaktivitet), analytisk kemi (upprätthålla ett stabilt pH för titrering) och industriella processer (kontrollera pH vid tillverkning).