Istnieje wiele zastosowań w chemii i biologii, w których zmiany pH mogą mieć poważny negatywny wpływ. Jeden z przykładów istnieje w ludzkim ciele; zmiany pH krwi mogą mieć niszczący wpływ, więc mechanizm w organizmie znany jako system buforowania wodorowęglanów utrzymuje pH krwi pod kontrolą. W warunkach laboratoryjnych do uzyskania podobnych wyników stosuje się roztwór buforowy. Roztwór buforowy utrzymuje równowagę pH wszystkiego, z czym się pracuje, zapobiegając zmianom pH przez wpływy zewnętrzne i potencjalnie zrujnowaniu wszystkiego.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Roztwór buforowy składa się ze słabego kwasu i jego sprzężonej zasady lub słabej zasady i jej sprzężonego kwasu. Te dwa składniki utrzymują równowagę pH, która jest odporna na zmiany po dodaniu do nich mocnych kwasów lub zasad.
Roztwór buforowy to roztwór zawierający zarówno kwas, jak i zasadę. Roztwór jest przygotowywany przez wzięcie słabego kwasu i dodanie jego sprzężonej zasady (która powstaje przez usunięcie protonu z tego samego rodzaju kwasu) lub połączenie słabej zasady ze sprzężonym kwasem. Zastosowanie koniugatów nadaje roztworowi buforowemu odporność na zmiany pH; tworzy równowagę między kwasem a zasadą, którą trudno jest przezwyciężyć innym kwasom lub zasadom. Nawet po dodaniu mocnych kwasów lub zasad równowaga pomiędzy słabym kwasem/zasadą i jego koniugatem zmniejsza wpływ dodania na ogólne pH roztworu.
Rozwiązania buforowe mają szeroki zakres zastosowań, zarówno w świecie rzeczywistym, jak iw laboratorium. Zbuforowane pH jest wymagane do prawidłowego funkcjonowania większości enzymów, a buforowanie jest stosowane w celu zapewnienia odpowiedniego stężenia koloru podczas stosowania barwników. Roztwory buforowe są również używane do kalibracji sprzętu, zwłaszcza mierników pH, które mogą zostać źle skalibrowane, jeśli bufor nie jest obecny. Warto zauważyć, że roztwory buforowe niekoniecznie mają neutralne pH, tylko zrównoważone; roztwory buforowe wytworzone z kwasu cytrynowego, amoniaku, kwasu octowego (który występuje w occie w niskich stężeniach) i innych związków mogą mieć wartości pH tak niskie jak 2 lub wyższe niż 10. Pozwala to na zastosowanie roztworów buforowych w pracy z bardzo mocnymi kwasami lub zasadami.
Chociaż roztwory buforowe są odporne na zmiany pH, nie oznacza to, że pH roztworu buforowego nie może się zmienić, jeśli doda się wystarczającą ilość mocnego kwasu lub mocnej zasady. Ilość mocnego kwasu lub zasady, jaką roztwór buforowy może przyjąć przed wystąpieniem znaczących zmian pH, jest znana jako pojemność buforowa. Pojemność różni się w zależności od głównych składników roztworu buforowego i ilości mocnego kwasu lub zasady dodanej do roztworu. W przypadku dodania mocnego kwasu do roztworu buforowego, pojemność jest równa ilości zasady w roztworze. W przypadku dodania mocnej zasady pojemność jest równa ilości kwasu w roztworze.
