Ada sejumlah aplikasi dalam kimia dan biologi di mana perubahan pH dapat memiliki efek negatif yang besar. Salah satu contohnya ada di tubuh manusia; perubahan pH darah dapat memiliki efek yang menghancurkan, sehingga mekanisme dalam tubuh yang dikenal sebagai sistem buffer bikarbonat menjaga pH darah Anda tetap terkendali. Dalam pengaturan laboratorium, larutan buffer digunakan untuk mencapai hasil yang serupa. Larutan buffer menjaga keseimbangan pH dari apa pun yang sedang dikerjakan, mencegah pengaruh luar dari menggeser pH dan berpotensi merusak segalanya.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Larutan penyangga terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya. Kedua komponen menjaga keseimbangan pH yang menolak perubahan ketika asam atau basa kuat ditambahkan ke dalamnya.
Larutan penyangga adalah larutan yang mengandung asam dan basa. Larutan dibuat dengan mengambil asam lemah dan menambahkan basa konjugasinya (yang dibentuk dengan melepaskan proton dari jenis asam yang sama) atau dengan menggabungkan basa lemah dengan asam konjugasinya. Penggunaan konjugat inilah yang membuat larutan buffer tahan terhadap perubahan pH; itu menciptakan keseimbangan antara asam dan basa yang sulit untuk diatasi oleh asam atau basa lain. Bahkan ketika asam atau basa kuat ditambahkan, keseimbangan antara asam/basa lemah dan konjugatnya mengurangi dampak penambahan pada pH larutan secara keseluruhan.
Solusi buffer memiliki berbagai aplikasi, baik di dunia nyata maupun di lab. pH buffer diperlukan agar sebagian besar enzim berfungsi dengan benar, dan buffering digunakan untuk memastikan konsentrasi warna yang tepat saat menggunakan pewarna. Larutan buffer juga digunakan untuk mengkalibrasi peralatan, terutama pH meter yang mungkin salah dikalibrasi jika buffer tidak ada. Perlu diperhatikan bahwa larutan buffer tidak harus memiliki pH netral, hanya pH yang seimbang; larutan penyangga yang terbuat dari asam sitrat, amonia, asam asetat (yang ditemukan dalam cuka dalam konsentrasi rendah) dan senyawa lain dapat memiliki nilai pH serendah 2 atau lebih tinggi dari 10. Hal ini memungkinkan penggunaan larutan buffer dalam bekerja dengan asam atau basa yang sangat kuat.
Meskipun larutan penyangga tahan terhadap perubahan pH, ini tidak berarti bahwa pH larutan penyangga tidak dapat berubah jika ditambahkan asam kuat atau basa kuat yang cukup. Jumlah asam atau basa kuat yang dapat diambil oleh larutan buffer sebelum terjadi perubahan pH yang signifikan dikenal sebagai kapasitas buffer. Kapasitas berbeda tergantung pada komponen inti dari larutan buffer dan berapa banyak asam atau basa kuat yang ditambahkan ke dalam larutan. Jika menambahkan asam kuat ke larutan buffer, kapasitasnya sama dengan jumlah basa dalam larutan. Jika menambahkan basa kuat, kapasitasnya sama dengan jumlah asam dalam larutan.