В химии и биологии есть ряд применений, в которых изменение pH может иметь серьезный отрицательный эффект. Один пример этого существует в человеческом теле; изменения pH крови могут иметь разрушительный эффект, поэтому механизм внутри тела, известный как система бикарбонатной буферизации, контролирует pH вашей крови. В лабораторных условиях для достижения аналогичных результатов используется буферный раствор. Буферный раствор поддерживает баланс pH всего, с чем работают, не позволяя внешним воздействиям изменять pH и потенциально все разрушать.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Буферный раствор состоит из слабой кислоты и ее сопряженного основания или слабого основания и сопряженной кислоты. Эти два компонента поддерживают баланс pH, который сопротивляется изменению при добавлении к нему сильных кислот или оснований.
Буферный раствор - это раствор, содержащий как кислоту, так и основание. Раствор получают путем взятия слабой кислоты и добавления ее сопряженного основания (которое образуется путем удаления протона из кислоты того же типа) или путем объединения слабого основания с сопряженной кислотой. Использование конъюгатов - это то, что придает буферному раствору устойчивость к изменениям pH; он создает равновесие между кислотой и основанием, которое трудно преодолеть другим кислотам или основаниям. Даже когда добавляются сильные кислоты или основания, равновесие между слабой кислотой / основанием и ее конъюгатом снижает влияние добавления на общий pH раствора.
Буферные растворы имеют широкий спектр применения как в реальном мире, так и в лаборатории. Для правильного функционирования большинства ферментов требуется буферный pH, а при использовании красителей для обеспечения надлежащей концентрации цвета используется буферный раствор. Буферные растворы также используются для калибровки оборудования, особенно pH-метров, которые могут быть неправильно откалиброваны, если буфер отсутствует. Стоит отметить, что буферные растворы не обязательно имеют нейтральный pH, а только сбалансированный; буферные растворы, изготовленные из лимонной кислоты, аммиака, уксусной кислоты (которая содержится в уксусе в низких концентрациях) и других соединений, могут иметь значения pH от 2 до 10. Это позволяет использовать буферные растворы при работе с очень сильными кислотами или основаниями.
Хотя буферные растворы устойчивы к изменениям pH, это не означает, что pH буферного раствора не может измениться, если добавлено достаточно сильной кислоты или сильного основания. Количество сильной кислоты или основания, которое буферный раствор может принять до того, как произойдут значительные изменения pH, называется буферной емкостью. Емкость различается в зависимости от основных компонентов буферного раствора и от того, сколько сильной кислоты или основания добавлено в раствор. При добавлении сильной кислоты в буферный раствор емкость равна количеству основания в растворе. При добавлении сильного основания емкость равна количеству кислоты в растворе.