Existuje celá řada aplikací v chemii a biologii, kde mohou mít změny pH zásadní negativní účinek. Jeden příklad toho existuje v lidském těle; změny pH krve by mohly mít zničující účinek, takže mechanismus v těle známý jako pufrovací systém bikarbonátu udržuje pH vaší krve pod kontrolou. V laboratorních podmínkách se k dosažení podobných výsledků používá pufrovací roztok. Pufrovací roztok udržuje rovnováhu v pH všeho, s čím se pracuje, čímž brání tomu, aby vnější vlivy posunuly pH a potenciálně vše zničily.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Pufrovací roztok je tvořen slabou kyselinou a její konjugovanou bází nebo slabou bází a její konjugovanou kyselinou. Tyto dvě složky udržují rovnováhu pH, která odolává změnám, když jsou do ní přidány silné kyseliny nebo zásady.
Pufrovací roztok je roztok obsahující jak kyselinu, tak bázi. Roztok se připraví tak, že se vezme slabá kyselina a přidá se její konjugovaná báze (která se vytvoří odstraněním protonu ze stejného typu kyseliny) nebo kombinací slabé báze s její konjugovanou kyselinou. Použití konjugátů je to, co dává pufrovacímu roztoku jeho odolnost vůči změnám pH; vytváří rovnováhu mezi kyselinou a zásadou, kterou ostatní kyseliny nebo zásady těžko překonávají. I když jsou přidány silné kyseliny nebo zásady, rovnováha mezi slabou kyselinou / bází a jejím konjugátem snižuje dopad přidání na celkové pH roztoku.
Bufferová řešení mají širokou škálu aplikací, a to jak v reálném světě, tak v laboratoři. Pro správnou funkci většiny enzymů je vyžadováno pufrované pH a pufrování se používá k zajištění správné koncentrace barev při použití barviv. Pufrovací roztoky se také používají ke kalibraci zařízení, zejména pH metrů, které by mohly být nesprávně kalibrovány, pokud není k dispozici pufr. Stojí za zmínku, že pufrovací roztoky nemusí mít nutně neutrální pH, pouze vyvážené; pufrovací roztoky vyrobené z kyseliny citronové, amoniaku, kyseliny octové (která se nachází v octě v nízkých koncentracích) a dalších sloučenin mohou mít hodnoty pH tak nízké jako 2 nebo vyšší než 10. To umožňuje použití pufrovacích roztoků při práci s velmi silnými kyselinami nebo zásadami.
I když jsou pufrovací roztoky odolné vůči změnám pH, neznamená to, že se pH pufrového roztoku nemůže změnit, pokud je přidán dostatek silné kyseliny nebo silné báze. Množství silné kyseliny nebo zásady, které může pufrový roztok trvat, než dojde k významným změnám pH, je známé jako kapacita pufru. Kapacita se liší v závislosti na hlavních složkách pufrovacího roztoku a na tom, kolik silné kyseliny nebo báze se přidá k roztoku. Pokud přidáte silnou kyselinu do pufrovacího roztoku, kapacita se rovná množství báze v roztoku. Pokud přidáte silnou bázi, kapacita se rovná množství kyseliny v roztoku.