Det finns ett antal applikationer inom kemi och biologi där pH-förändringar kan ha en mycket negativ effekt. Ett exempel på detta finns i människokroppen; förändringar av blodets pH kan ha en förödande effekt, så en mekanism i kroppen som kallas bikarbonatbuffersystemet håller ditt blods pH i kontroll. I laboratorieinställningar används buffertlösning för att uppnå liknande resultat. Buffertlösningen upprätthåller en balans i pH-värdet för vad som helst som man arbetar med, vilket förhindrar påverkan från utsidan från att flytta pH-värdet och eventuellt förstöra allt.
TL; DR (för lång; Läste inte)
En buffertlösning består av en svag syra och dess konjugatbas eller en svag bas och dess konjugatsyra. De två komponenterna upprätthåller en pH-balans som motstår förändring när starka syror eller baser tillsätts till den.
En buffertlösning är en lösning som innehåller både en syra och en bas. Lösningen framställs genom att ta en svag syra och tillsätta dess konjugatbas (som bildas genom att ta bort en proton från samma syra) eller genom att kombinera en svag bas med dess konjugatsyra. Användningen av konjugat är det som ger en buffertlösning dess motståndskraft mot pH-förändringar. det skapar en jämvikt mellan syran och basen som är svår för andra syror eller baser att övervinna. Även när starka syror eller baser tillsätts minskar jämvikten mellan den svaga syran / basen och dess konjugat tillsatsens inverkan på lösningens totala pH.
Buffertlösningar har ett brett utbud av applikationer, både i den verkliga världen och i laboratoriet. Ett buffrat pH krävs för att de flesta enzymer ska fungera korrekt, och buffring används för att säkerställa korrekt färgkoncentration vid användning av färgämnen. Buffertlösningar används också för att kalibrera utrustning, särskilt pH-mätare som kan felkalibreras om det inte finns någon buffert. Det är värt att notera att buffertlösningar inte nödvändigtvis har ett neutralt pH, utan bara ett balanserat; buffertlösningar gjorda av citronsyra, ammoniak, ättiksyra (som finns i ättika i låga koncentrationer) och andra föreningar kan ha pH-värden så låga som 2 eller högre än 10. Detta möjliggör användning av buffertlösningar i arbete med mycket starka syror eller baser.
Medan buffertlösningar är resistenta mot förändringar i pH betyder det inte att buffertlösningens pH inte kan förändras om tillräckligt med stark syra eller stark bas tillsätts. Mängden av en stark syra eller bas som en buffertlösning kan ta innan betydande pH-förändringar inträffar kallas buffertkapacitet. Kapaciteten varierar beroende på kärnkomponenterna i buffertlösningen och hur mycket av den starka syran eller basen som tillsätts till lösningen. Om du tillsätter en stark syra till buffertlösningen är kapaciteten lika med mängden bas i lösningen. Om du lägger till en stark bas är kapaciteten lika med mängden syra i lösningen.