Pufferoldatok

Pufferoldatok olyan oldatok, amelyek ellenállnak a kis mennyiségű sav vagy bázis hozzáadásakor fellépő pH-változásnak. Milyen anyagokból állnak? Gyakran gyenge sav és annak konjugált bázisa, vagy gyenge bázis és konjugált sav összetétele adja a pufferoldatot.

A pufferoldat működését a Henderson–Hasselbalch-egyenlet írja le: pH = pKa + log([A−]/[HA]), ahol HA a gyenge sav, A− pedig a konjugált bázisa. Az arány megváltoztatásával a pH módosítható, de a pufferoldat kis sav- vagy bázis-adagokra lassabban, stabilabban reagál, mint más oldatok. A pufferkapacitás megmutatja, hogy mennyi savat vagy bázist képes semlegesíteni anélkül, hogy jelentősen megváltozna a pH; ez függ a puffer összetételétől és koncentrációjától, illetve a hőmérséklettől.

Gyakori összetételi példák közé tartoznak a sav-puffer rendszerek, mint például ecetsav/acetát, és a foszfát-puffer rendszerek (H2PO4−/HPO4^2−). Alkalmazások széles skálán vannak: laboratóriumi oldatok pH-jának szabályozása, enzimes reakciók optimális környezetének biztosítása, biológiai minták és gyógyszerfejlesztés során a pH stabilizálása, illetve analitikai mémközpontokban a mérési környezet kontrollja.

Az előkészítés során általában olyan pufferpárt választanak, amelynek pKa értéke közel van a kívánt pH-értékhez, majd oldatban közös sót vagy sózást adnak a megfelelő arányban. Fontos korlátai közé tartozik a hőmérsékletfüggés, a pKa változása a hőmérséklettel és a túl nagy savas/bázikus terhelés, amely megszakítja a pufferhatást.