Buffertning

Buffertning är processen att upprätthålla en stabil vätejonkoncentration i en lösning genom användning av buffertlösningar. Buffertning används inom kemi, biologi, medicin och miljövetenskaper för att motverka pH-förändringar som uppkommer vid tillsats av syror eller baser, samt för att skapa och upprätthålla optimala förhållanden för kemiska reaktioner, biologiska processer och analytiska metoder.

En buffert består vanligtvis av en svag syra och dess konjugerade bas, eller en svag bas och dess konjugerade syra. Buffertens pH bestäms av Henderson-Hasselbalch-ekvationen: pH = pKa + log([A-]/[HA]). Denna relation förklarar varför buffertar fungerar bäst i intervallet runt deras pKa, vanligtvis inom cirka ±1 enhet från pKa. Buffertkapaciteten är störst när koncentrationerna av buffertkomponenterna är höga och när pH ligger nära pKa.

Vanliga buffertar inkluderar ättiksyra/acetat, ammonium/ammoniak och vätekarbonat/kolsyrabikarbonat. Inom biologi är blodets kolsyra-bikarbonatbuffert och fosfat- eller proteinerbuffertar betydelsefulla för att hålla vätske- och cellmiljöer inom livsviktiga pH-intervall.

Användningar av buffertning omfattar laboratorieanalys, enzymatiska och biokemiska experiment, medicinsk behandling av syrabasrubbningar, jord- och vattenkvalitetshantering samt industriprocesser där stabilt pH är grundläggande. Begränsningar inkluderar att buffertens kapacitet är begränsad och att den följer pH-intervallet kring pKa; starka tillsatser eller stora mängder syra/bas kan övermanna bufferten. Temperatur och jonstyrka påverkar också buffertens effektivitet.