Existuje množstvo aplikácií v chémii a biológii, kde zmeny pH môžu mať zásadný negatívny vplyv. Jeden príklad toho existuje v ľudskom tele; zmeny pH krvi by mohli mať zničujúci účinok, takže mechanizmus v tele známy ako hydrogenuhličitanový pufrovací systém udržuje pH vašej krvi pod kontrolou. V laboratórnych podmienkach sa na dosiahnutie podobných výsledkov používa tlmivý roztok. Pufrovací roztok udržuje rovnováhu v pH všetkého, s čím sa pracuje, zabraňuje tomu, aby vonkajšie vplyvy zmenili pH a potenciálne ničili všetko.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Pufrovací roztok je tvorený slabou kyselinou a jej konjugovanou zásadou alebo slabou zásadou a jej konjugovanou kyselinou. Tieto dve zložky udržiavajú rovnováhu pH, ktorá odoláva zmenám, keď sa k nej pridajú silné kyseliny alebo zásady.
Pufrovací roztok je roztok obsahujúci kyselinu aj bázu. Roztok sa pripraví tak, že sa vezme slabá kyselina a pridá sa jej konjugovaná báza (ktorá sa vytvorí odstránením protónu z rovnakého typu kyseliny) alebo sa zmieša slabá zásada s jej konjugovanou kyselinou. Použitie konjugátov je to, čo dáva tlmivému roztoku odolnosť voči zmenám pH; vytvára rovnováhu medzi kyselinou a zásadou, ktorú ťažko prekonajú iné kyseliny alebo zásady. Aj keď sa pridajú silné kyseliny alebo zásady, rovnováha medzi slabou kyselinou / zásadou a jej konjugátom znižuje vplyv pridania na celkové pH roztoku.
Vyrovnávacie riešenia majú širokú škálu aplikácií, a to v reálnom svete aj v laboratóriu. Na správne fungovanie väčšiny enzýmov je potrebné pufrované pH a pufrovanie sa používa na zabezpečenie správnej koncentrácie farieb pri použití farbív. Tlmivé roztoky sa tiež používajú na kalibráciu zariadení, najmä pH metrov, ktoré by sa mohli nesprávne kalibrovať, ak nie je prítomný tlmivý roztok. Stojí za zmienku, že tlmivé roztoky nemusia mať nevyhnutne neutrálne pH, iba vyvážené; tlmivé roztoky vyrobené z kyseliny citrónovej, amoniaku, kyseliny octovej (ktorá sa nachádza v octe v nízkych koncentráciách) a ďalších zlúčenín môžu mať hodnoty pH len 2 alebo vyššie ako 10. To umožňuje použitie tlmivých roztokov pri práci s veľmi silnými kyselinami alebo zásadami.
Aj keď sú tlmivé roztoky rezistentné na zmeny pH, neznamená to, že sa pH tlmivého roztoku nemôže meniť, ak je pridaný dostatok silnej kyseliny alebo silnej bázy. Množstvo silnej kyseliny alebo zásady, ktoré môže roztok pufra trvať predtým, ako dôjde k významným zmenám pH, je známe ako kapacita pufra. Kapacita sa líši v závislosti od základných zložiek tlmivého roztoku a od toho, koľko silnej kyseliny alebo zásady sa pridá do roztoku. Ak sa do tlmivého roztoku pridá silná kyselina, kapacita sa rovná množstvu zásady v roztoku. Ak sa pridá silná báza, kapacita sa rovná množstvu kyseliny v roztoku.