Obstaja več aplikacij v kemiji in biologiji, kjer imajo lahko spremembe pH velik negativni učinek. En primer tega je v človeškem telesu; spremembe pH krvi bi lahko imele uničujoč učinek, zato mehanizem v telesu, znan kot bikarbonatni puferski sistem, ohranja pH vaše krvi pod nadzorom. V laboratorijskih nastavitvah se za doseganje podobnih rezultatov uporablja puferska raztopina. Puferska raztopina vzdržuje ravnovesje v pH tistega, s čimer se dela, s čimer preprečuje, da bi zunanji vplivi spremenili pH in lahko vse uniči.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Puferska raztopina je sestavljena iz šibke kisline in njene konjugirane baze ali šibke baze in njene konjugirane kisline. Dve komponenti vzdržujeta pH ravnovesje, ki je odporno na spremembe, ko jim dodamo močne kisline ali baze.
Puferska raztopina je raztopina, ki vsebuje tako kislino kot bazo. Raztopino naredimo tako, da vzamemo šibko kislino in dodamo njeno konjugirano bazo (ki nastane z odstranjevanjem protona iz iste vrste kisline) ali kombiniramo šibko bazo s konjugirano kislino. Uporaba konjugatov je tisto, kar puferski raztopini daje odpornost na spremembe pH; ustvarja ravnovesje med kislino in bazo, ki jo druge kisline ali baze težko premagajo. Tudi ko dodamo močne kisline ali baze, ravnovesje med šibko kislino / bazo in njenim konjugatom zmanjša vpliv dodatka na celotni pH raztopine.
Puferske rešitve imajo široko paleto aplikacij tako v resničnem svetu kot v laboratoriju. Za pravilno delovanje večine encimov je potreben puferski pH, pufer pa se uporablja za zagotovitev ustrezne koncentracije barv pri uporabi barvil. Puferske raztopine se uporabljajo tudi za kalibracijo opreme, zlasti pH-metrov, ki jih je mogoče napačno umeriti, če odbojnika ni. Omeniti velja, da puferske raztopine nimajo nujno nevtralnega pH, temveč le uravnotežen; puferske raztopine iz citronske kisline, amoniaka, ocetne kisline (ki jo v kisu najdemo v nizkih koncentracijah) in drugih spojin imajo lahko pH vrednosti najmanj 2 ali več. To omogoča uporabo puferskih raztopin pri delu z zelo močnimi kislinami ali bazami.
Medtem ko so puferske raztopine odporne na spremembe pH, to ne pomeni, da se pH puferske raztopine ne more spremeniti, če dodamo dovolj močne kisline ali močne baze. Količina močne kisline ali baze, ki jo lahko sprejme puferska raztopina, preden pride do pomembnih sprememb pH, je znana kot puferska kapaciteta. Zmogljivost se razlikuje glede na jedrne sestavine puferske raztopine in koliko močne kisline ali baze je dodana raztopini. Če v pufersko raztopino dodamo močno kislino, je zmogljivost enaka količini baze v raztopini. Če dodamo močno bazo, je zmogljivost enaka količini kisline v raztopini.