Postoji niz primjena u kemiji i biologiji gdje promjene pH mogu imati velik negativan učinak. Jedan primjer za to postoji u ljudskom tijelu; promjene pH vrijednosti krvi mogle bi imati poražavajući učinak, pa mehanizam unutar tijela poznat kao sustav puferiranja bikarbonata održava pH vaše krvi pod kontrolom. U laboratorijskim se postavkama koristi puferska otopina za postizanje sličnih rezultata. Puferska otopina održava ravnotežu u pH onoga s čime se radi, sprječavajući vanjske utjecaje da pomaknu pH i potencijalno sve unište.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Puferska otopina sastoji se od slabe kiseline i njezine konjugirane baze ili slabe baze i njene konjugirane kiseline. Dvije komponente održavaju pH ravnotežu koja odolijeva promjenama kada joj se dodaju jake kiseline ili baze.
Puferska otopina je otopina koja sadrži i kiselinu i bazu. Otopina se dobije uzimanjem slabe kiseline i dodavanjem njezine konjugirane baze (koja nastaje uklanjanjem protona iz iste vrste kiseline) ili kombiniranjem slabe baze s njenom konjugiranom kiselinom. Upotreba konjugata je ono što puferskoj otopini daje otpornost na promjene pH; stvara ravnotežu između kiseline i baze koju druge kiseline ili baze teško mogu prevladati. Čak i kad se dodaju jake kiseline ili baze, ravnoteža između slabe kiseline / baze i njenog konjugata smanjuje utjecaj dodatka na ukupni pH otopine.
Puferska rješenja imaju širok spektar primjene, kako u stvarnom svijetu tako i u laboratoriju. Puferirani pH potreban je da bi većina enzima ispravno funkcionirala, a puferiranje se koristi kako bi se osigurala pravilna koncentracija boje pri korištenju boja. Puferske otopine također se koriste za kalibriranje opreme, posebno pH-metara koji mogu biti pogrešno kalibrirani ako odbojnik nije prisutan. Vrijedno je napomenuti da puferske otopine ne moraju nužno imati neutralni pH, već samo uravnoteženi; puferske otopine izrađene od limunske kiseline, amonijaka, octene kiseline (koja se nalazi u octu u niskim koncentracijama) i drugi spojevi mogu imati pH vrijednosti niže od 2 ili veće od 10. To omogućuje upotrebu puferskih otopina u radu s vrlo jakim kiselinama ili bazama.
Iako su puferske otopine otporne na promjene pH, to ne znači da se pH puferske otopine ne može promijeniti ako se doda dovoljno jake kiseline ili jake baze. Količina jake kiseline ili baze koju puferska otopina može uzeti prije nego što se pojave značajne promjene pH poznata je kao puferski kapacitet. Kapacitet se razlikuje ovisno o osnovnim komponentama puferske otopine i o količini jake kiseline ili baze koja se dodaje u otopinu. Ako se u pufersku otopinu dodaje jaka kiselina, kapacitet je jednak količini baze u otopini. Ako se doda jaka baza, kapacitet je jednak količini kiseline u otopini.