Kemiassa ja biologiassa on useita sovelluksia, joissa pH: n muutoksilla voi olla merkittävä kielteinen vaikutus. Yksi esimerkki tästä on ihmiskehossa; veren pH: n muutoksilla voi olla tuhoisa vaikutus, joten kehossa oleva mekanismi, joka tunnetaan bikarbonaattipuskurijärjestelmänä, pitää veresi pH: n kurissa. Laboratorio-olosuhteissa puskuriliuosta käytetään samanlaisten tulosten saavuttamiseksi. Puskuriliuos ylläpitää tasapainoa minkä tahansa kanssa, minkä kanssa työskennellään, estäen ulkopuolisia vaikutuksia siirtymästä pH-arvoon ja mahdollisesti pilata kaiken.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Puskuriliuos koostuu heikosta haposta ja sen konjugaattiemästä tai heikosta emäksestä ja sen konjugaattihaposta. Nämä kaksi komponenttia ylläpitävät pH-tasapainoa, joka vastustaa muutosta, kun siihen lisätään vahvoja happoja tai emäksiä.
Puskuriliuos on liuos, joka sisältää sekä happoa että emästä. Liuos valmistetaan ottamalla heikko happo ja lisäämällä sen konjugaattiemäs (joka muodostuu poistamalla protoni samantyyppisestä haposta) tai yhdistämällä heikko emäs sen konjugaattihappoon. Konjugaattien käyttö antaa puskuriliuokselle sen kestävyyden pH-muutoksiin; se luo tasapainon hapon ja emäksen välille, jota muiden happojen tai emästen on vaikea voittaa. Vaikka voimakkaita happoja tai emäksiä lisätään, heikon hapon / emäksen ja sen konjugaatin välinen tasapaino vähentää lisäyksen vaikutusta liuoksen kokonais pH-arvoon.
Puskuriratkaisuilla on laaja valikoima sovelluksia sekä todellisessa maailmassa että laboratoriossa. Puskuroitua pH: ta tarvitaan useimpien entsyymien moitteettomaan toimintaan, ja puskurointia käytetään varmistamaan oikea värikonsentraatio väriaineita käytettäessä. Puskuriliuoksia käytetään myös laitteiden kalibrointiin, erityisesti pH-mittareihin, jotka voidaan kalibroida väärin, jos puskuria ei ole. On syytä huomata, että puskuriliuosten pH ei välttämättä ole neutraali, vain tasapainoinen; sitruunahaposta, ammoniakista, etikkahaposta (jota etikassa on pieninä pitoisuuksina) ja muilla yhdisteillä valmistettujen puskuriliuosten pH-arvot voivat olla jopa 2 tai yli 10. Tämä mahdollistaa puskuriliuosten käytön työskenneltäessä erittäin vahvojen happojen tai emästen kanssa.
Vaikka puskuriliuokset ovat vastustuskykyisiä pH: n muutoksille, se ei tarkoita, että puskuriliuoksen pH ei voi muuttua, jos lisätään tarpeeksi vahvaa happoa tai vahvaa emästä. Puskurikapasiteetiksi kutsutaan vahvan hapon tai emäksen määrä, jonka puskuriliuos voi ottaa ennen merkittävien pH-muutosten tapahtumista. Kapasiteetti vaihtelee puskuriliuoksen ydinkomponenttien mukaan ja kuinka paljon vahvaa happoa tai emästä lisätään liuokseen. Jos lisätään vahvaa happoa puskuriliuokseen, kapasiteetti on yhtä suuri kuin emäksen määrä liuoksessa. Jos lisätään vahva emäs, kapasiteetti on yhtä suuri kuin liuoksessa olevan hapon määrä.