A kémia és a biológia területén számos olyan alkalmazás létezik, amelyekben a pH-változás jelentős negatív hatást gyakorolhat. Ennek egyik példája létezik az emberi testben; a vér pH-változásának pusztító hatása lehet, ezért a szervezetben a bikarbonát-puffer rendszer néven ismert mechanizmus ellenőrzi vérének pH-ját. Laboratóriumi körülmények között pufferoldatot használnak hasonló eredmények elérésére. A pufferoldat fenntartja az egyensúlyt a pH értékében annak érdekében, amellyel dolgoznak, megakadályozva, hogy a külső hatások megváltoztassák a pH-t, és mindent tönkretehessen.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A pufferoldat gyenge savból és annak konjugált bázisából vagy egy gyenge bázisból és konjugált savból áll. A két komponens fenntartja a pH-egyensúlyt, amely ellenáll a változásnak, ha erős savakat vagy bázisokat adnak hozzá.
A pufferoldat savat és bázist egyaránt tartalmazó oldat. Az oldatot úgy állítják elő, hogy egy gyenge savat vesznek és hozzáadják konjugált bázisát (amely egy proton eltávolításával jön létre ugyanazon típusú savból), vagy egy gyenge bázist összekapcsolnak konjugált savjával. A konjugátumok használata az, ami a pufferoldatnak ellenáll a pH-változásokkal szemben; egyensúlyt teremt a sav és a bázis között, amelyet más savak vagy bázisok nehezen képesek legyőzni. Még akkor is, ha erős savakat vagy bázisokat adunk hozzá, a gyenge sav / bázis és konjugátuma közötti egyensúly csökkenti az adagolás hatását az oldat teljes pH-jára.
A puffer megoldások széles körűek, mind a való világban, mind a laboratóriumban. Pufferolt pH-értékre van szükség a legtöbb enzim megfelelő működéséhez, és pufferelést alkalmaznak a megfelelő színkoncentráció biztosítására színezékek használatakor. Pufferoldatokat használnak a berendezések kalibrálásához is, különösen azoknak a pH-mérőknek, amelyeket rosszul lehet kalibrálni, ha nincs puffer. Érdemes megjegyezni, hogy a pufferoldatok pH-értéke nem feltétlenül semleges, csupán kiegyensúlyozott; a citromsavból, ammóniából, ecetsavból (amely az ecetben alacsony koncentrációban található meg) és más vegyületekből készült pufferoldatok pH-értéke 2-nél alacsonyabb vagy 10-nél magasabb lehet. Ez lehetővé teszi pufferoldatok alkalmazását nagyon erős savakkal vagy bázisokkal végzett munkában.
Bár a pufferoldatok ellenállnak a pH változásainak, ez nem azt jelenti, hogy a pufferoldat pH-ja nem változhat, ha elegendő erős savat vagy erős bázist adunk hozzá. Az az erős sav vagy bázis mennyisége, amelyet a pufferoldat el tud tölteni, mielőtt jelentős pH-változások történnének, pufferkapacitásnak nevezik. A kapacitás a pufferoldat magkomponenseitől és az erős sav vagy bázis mennyiségének az oldathoz való hozzáadásától függ. Ha erős savat adunk a pufferoldathoz, a kapacitás megegyezik az oldatban lévő bázis mennyiségével. Erős bázis hozzáadása esetén a kapacitás megegyezik az oldat savmennyiségével.