Existem várias aplicações em química e biologia onde as mudanças no pH podem ter um grande efeito negativo. Um exemplo disso existe no corpo humano; mudanças no pH do sangue podem ter um efeito devastador, portanto, um mecanismo dentro do corpo conhecido como sistema de tamponamento de bicarbonato mantém o pH do sangue sob controle. Em ambientes de laboratório, a solução tampão é usada para obter resultados semelhantes. A solução tampão mantém um equilíbrio no pH de tudo o que está sendo trabalhado, evitando que influências externas alterem o pH e potencialmente arruinem tudo.
TL; DR (muito longo; Não li)
Uma solução tampão é composta de um ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e seu ácido conjugado. Os dois componentes mantêm um equilíbrio de pH que resiste a mudanças quando ácidos ou bases fortes são adicionados a ele.
Uma solução tampão é uma solução que contém um ácido e uma base. A solução é feita tomando um ácido fraco e adicionando sua base conjugada (que é formada pela remoção de um próton do mesmo tipo de ácido) ou combinando uma base fraca com seu ácido conjugado. O uso de conjugados é o que dá à solução tampão sua resistência às mudanças de pH; ele cria um equilíbrio entre o ácido e a base que é difícil para outros ácidos ou bases superar. Mesmo quando ácidos ou bases fortes são adicionados, o equilíbrio entre o ácido / base fraco e seu conjugado reduz o impacto da adição no pH geral da solução.
As soluções de buffer têm uma ampla gama de aplicações, tanto no mundo real quanto no laboratório. Um pH tamponado é necessário para que a maioria das enzimas funcione corretamente, e o tamponamento é usado para garantir a concentração de cor adequada ao usar corantes. Soluções tampão também são usadas para calibrar equipamentos, especialmente medidores de pH que podem ser mal calibrados se um tampão não estiver presente. É importante notar que as soluções tampão não necessariamente têm um pH neutro, apenas equilibrado; soluções tampão feitas de ácido cítrico, amônia, ácido acético (que é encontrado no vinagre em baixas concentrações) e outros compostos podem ter valores de pH tão baixos quanto 2 ou superiores a 10. Isso permite o uso de soluções tampão no trabalho com ácidos ou bases muito fortes.
Embora as soluções tampão sejam resistentes a mudanças no pH, isso não significa que o pH de uma solução tampão não possa mudar se ácido ou base forte o suficiente for adicionado. A quantidade de um ácido ou base forte que uma solução tampão pode consumir antes que ocorram mudanças significativas no pH é conhecida como capacidade tampão. A capacidade difere dependendo dos componentes principais da solução tampão e quanto do ácido ou base forte é adicionado à solução. Se adicionar um ácido forte à solução tampão, a capacidade será igual à quantidade da base na solução. Se adicionar uma base forte, a capacidade é igual à quantidade de ácido na solução.