Існує ряд застосувань у хімії та біології, де зміни рН можуть мати значний негативний ефект. Одним із прикладів цього є людський організм; зміни рН крові можуть мати руйнівний ефект, тому механізм в організмі, відомий як буферна система бікарбонату, тримає рН крові в руці. У лабораторних умовах для досягнення подібних результатів використовується буферний розчин. Буферний розчин підтримує баланс рН того, з чим працюють, запобігаючи змінам рН зовнішніх впливів і потенційно руйнуючи все.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Буферний розчин складається з слабкої кислоти та її кон'югованої основи або слабкої основи та її кон'югованої кислоти. Два компоненти підтримують рівновагу рН, яка протистоїть змінам, коли до них додають сильні кислоти або основи.
Буферний розчин - це розчин, що містить як кислоту, так і основу. Розчин отримують шляхом взяття слабкої кислоти та додавання її кон’югованої основи (яка утворюється шляхом видалення протона з того ж типу кислоти) або поєднання слабкої основи з її кон’югованою кислотою. Використання кон'югатів - це те, що дає буферному розчину стійкість до змін рН; це створює рівновагу між кислотою та основою, яку важко подолати іншим кислотам або основам. Навіть коли додаються сильні кислоти або основи, рівновага між слабкою кислотою / основою та її кон'югатом зменшує вплив додавання на загальний рН розчину.
Буферні рішення мають широкий спектр застосування як в реальному світі, так і в лабораторії. Буферний рН необхідний для більшості ферментів, щоб нормально функціонувати, а буферизація використовується для забезпечення належної концентрації кольору при використанні барвників. Буферні розчини також використовуються для калібрування обладнання, особливо рН-метрів, які можуть бути відкалібровані, якщо буфера немає. Варто зазначити, що буферні розчини не обов’язково мають нейтральний рН, а лише збалансований; буферні розчини, виготовлені з лимонної кислоти, аміаку, оцтової кислоти (яка міститься в оцті в низьких концентраціях) та інших сполук, можуть мати значення рН від 2 до 10. Це дозволяє використовувати буферні розчини при роботі з дуже сильними кислотами або основами.
Хоча буферні розчини стійкі до змін рН, це не означає, що рН буферного розчину не може змінюватися, якщо додати достатньо сильної кислоти або сильної основи. Кількість сильної кислоти або основи, яку може приймати буферний розчин до того, як відбудуться суттєві зміни рН, називається буферною ємністю. Ємність різниться в залежності від основних компонентів буферного розчину і від того, яка кількість сильної кислоти або основи додається до розчину. Якщо до буферного розчину додавати сильну кислоту, ємність дорівнює кількості основи в розчині. Якщо додати міцну основу, ємність дорівнює кількості кислоти в розчині.