रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में ऐसे कई अनुप्रयोग हैं जहां पीएच में परिवर्तन का एक बड़ा नकारात्मक प्रभाव हो सकता है। इसका एक उदाहरण मानव शरीर में मौजूद है; रक्त पीएच में परिवर्तन का विनाशकारी प्रभाव हो सकता है, इसलिए शरीर के भीतर एक तंत्र जिसे बाइकार्बोनेट बफरिंग सिस्टम के रूप में जाना जाता है, आपके रक्त के पीएच को नियंत्रित रखता है। प्रयोगशाला सेटिंग्स में, समान परिणाम प्राप्त करने के लिए बफर समाधान का उपयोग किया जाता है। बफर समाधान जो कुछ भी काम कर रहा है उसके पीएच में संतुलन बनाए रखता है, बाहरी प्रभावों को पीएच को स्थानांतरित करने से रोकता है और संभावित रूप से सब कुछ बर्बाद कर देता है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
एक बफर समाधान एक कमजोर एसिड और उसके संयुग्म आधार या कमजोर आधार और उसके संयुग्मित अम्ल से बना होता है। दो घटक एक पीएच संतुलन बनाए रखते हैं जो परिवर्तन का विरोध करता है जब इसमें मजबूत एसिड या बेस जोड़े जाते हैं।
बफर विलयन एक ऐसा विलयन है जिसमें अम्ल और क्षार दोनों होते हैं। एक दुर्बल अम्ल लेकर उसका संयुग्मी क्षार (जो एक ही प्रकार के अम्ल से एक प्रोटॉन निकालकर बनता है) या दुर्बल क्षार को उसके संयुग्मी अम्ल से मिलाकर विलयन बनाया जाता है। संयुग्मों का उपयोग वह है जो एक बफर समाधान को पीएच परिवर्तनों के प्रतिरोध देता है; यह अम्ल और क्षार के बीच एक संतुलन बनाता है जिसे दूर करना अन्य अम्लों या क्षारों के लिए कठिन होता है। यहां तक कि जब मजबूत एसिड या बेस जोड़े जाते हैं, तो कमजोर एसिड/बेस और उसके संयुग्म के बीच संतुलन समग्र समाधान पीएच पर अतिरिक्त प्रभाव को कम करता है।
बफर समाधानों में वास्तविक दुनिया और प्रयोगशाला दोनों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। अधिकांश एंजाइमों के सही ढंग से कार्य करने के लिए एक बफर पीएच की आवश्यकता होती है, और रंगों का उपयोग करते समय उचित रंग एकाग्रता सुनिश्चित करने के लिए बफरिंग का उपयोग किया जाता है। बफर सॉल्यूशंस का उपयोग उपकरण को कैलिब्रेट करने के लिए भी किया जाता है, विशेष रूप से पीएच मीटर जिन्हें बफर मौजूद नहीं होने पर गलत तरीके से कैलिब्रेट किया जा सकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि बफर समाधानों में एक तटस्थ पीएच नहीं होता है, केवल एक संतुलित होता है; साइट्रिक एसिड, अमोनिया, एसिटिक एसिड (जो कम सांद्रता में सिरका में पाया जाता है) और अन्य यौगिकों से बने बफर समाधान में पीएच मान 2 या 10 से अधिक हो सकता है। यह बहुत मजबूत एसिड या बेस के साथ काम में बफर समाधान के उपयोग की अनुमति देता है।
जबकि बफर समाधान पीएच में परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि पर्याप्त मजबूत एसिड या मजबूत आधार जोड़े जाने पर बफर समाधान का पीएच नहीं बदल सकता है। महत्वपूर्ण पीएच परिवर्तन होने से पहले एक मजबूत एसिड या बेस की मात्रा जो बफर समाधान ले सकती है उसे बफर क्षमता के रूप में जाना जाता है। क्षमता बफर समाधान के मुख्य घटकों के आधार पर भिन्न होती है और समाधान में कितना मजबूत एसिड या आधार जोड़ा जाता है। यदि बफर विलयन में प्रबल अम्ल मिलाते हैं, तो क्षमता विलयन में क्षार की मात्रा के बराबर होती है। यदि एक मजबूत आधार जोड़ते हैं, तो क्षमता समाधान में एसिड की मात्रा के बराबर होती है।