Puskuriliuoksia

Puskuriliuokset ovat liuoksia, jotka vastustavat pH:n muutosta, kun niihin lisätään pieniä määriä happoa tai emästä. Ne koostuvat yleensä heikoista hapoista ja niiden konjugoiduista emäksistä tai vastaavasti heikoista emäksistä ja niiden konjugoiduista hapoista. Toimintaperiaate perustuu tasapainon muodostamiseen, jolloin lisätty H+ tai OH− reagoivat puskureiden kanssa ja aiheuttavat vain pienen pH-muutoksen.

Puskuriliuosten pH:n arvoa voidaan arvioida Henderson–Hasselbalchin yhtälöllä: pH = pKa + log([A−]/[HA]), missä HA on puskurin heikkoha, ja A− sen konjugoitunut emästä. Jos puskurina on heikko emä, käytetään vastaavaa kaavaa pOH = pKb + log([BH+]/[B]). Puskuriliuoksen pH-alue on tyypillisesti noin pKa ± 1 yksikkö, ja puskurikapasiteetti riippuu liuoksen kokonaispitoisuudesta; suurempi kokonaispitoisuus antaa suuremman kapasiteetin.

Yleisimmät puskurijärjestelmät ovat etikkahappo/etikkahappo-ioni (pKa noin 4,76), fosfaattipuskurit (H2PO4−/HPO4^2−, pKa2 noin 7,2) sekä ammonium/ammoniakki (NH4+/NH3, pKa noin 9,25). Muita yleisiä ovat esimerkiksi sitraattipuskurit ja HEPES-puskurit, joita käytetään biokemiallisissa sovelluksissa.

Sovellukset kattavat laboratorioanalyysit, biokemian tutkimukset, PCR- ja elektroforeesimenetelmät sekä soluviljelyn ja valmistustekniikat. Rajoituksia ovat pH-alueen rajoittuminen, CO2:n ilmasta aiheuttama paineessa tapahtuva pH-häiriö, lämpötilan vaikutus pKa-arvoihin sekä korkeiden ionivahvuuksien ja muiden suolojen vaikutus puskurikapasiteettiin.

---