Bufferijärjestelmät

Bufferijärjestelmät, tunnettu myös nimellä puskurijärjestelmät, ovat ratkaisuja, jotka vastustavat kemiallisen liuoksen pH:n muutoksia, kun siihen lisätään happoa tai emästä, tai kun liuosta laimennetaan. Ne ovat olennaisia monissa biologisissa ja kemiallisissa prosesseissa, joissa tarkka pH-arvon säilyttäminen on kriittistä.

Tyypillinen bufferijärjestelmä koostuu heikosta haposta ja sen konjugaattiemäksestä, tai heikosta emäksestä ja sen konjugaattihaposta. Kun happoa lisätään liuokseen, konjugaattiemäs neutraloi sen. Kun emästä lisätään, heikko happo neutraloi sen. Tämä tasapainomekanismi auttaa pitämään pH:n suhteellisen vakaana.

Esimerkkejä bufferijärjestelmistä ovat ihmisveressä oleva hiilidioksidi-bikarbonaatti-bufferijärjestelmä, joka auttaa ylläpitämään veren pH:ta välillä 7.35–7.45. Laboratorioissa ja teollisuudessa käytetään laajalti erilaisia bufferiliuoksia, kuten fosfaatti- ja asetaattibuffereita, varmistamaan optimaaliset reaktio-olosuhteet.

Bufferijärjestelmien kyky vastustaa pH:n muutoksia riippuu niiden konsentraatiosta ja puskurikapasiteetista. Puskurikapasiteetti kuvaa bufferijärjestelmän kykyä vastustaa pH:n muutoksia. Mitä suurempi puskurikapasiteetti, sitä suurempi määrä happoa tai emästä voidaan lisätä ilman merkittävää pH:n muutosta. Bufferijärjestelmät ovat välttämättömiä monien biologisten toimintojen, kuten entsyymien toiminnan, säätelyssä.