Vad är en buffertlösning?

En buffertlösning är vatten blandat med en kemikalie för att ge den speciella egenskaper vad gäller pH (surhet). Kemikalien, känd som ett buffertmedel, motstår pH-förändringar när den utsätts för syror och baser när den blandas ordentligt i en lösning. Denna egenskap gör den extremt användbar för att skydda känslig utrustning, hantera kemiska olyckor och till och med för att balansera de inre processerna hos levande varelser.

Ett buffertmedels syraform (HA) blandas med dess konjugerade bas (A-) i vatten för att göra lösningen. När det väl finns en balans mellan HA och A-, kommer alla andra syror eller baser som tillsätts att neutraliseras när de omvandlar en del av buffertmedlet till antingen HA- eller A-formen. Förändringen i buffertmedlet orsakar initialt liten förändring i lösningens pH. När andelen av medlets HA och A- ändras på grund av tillsats av andra syror och baser, minskar lösningens buffertkapacitet. Så småningom kan ett buffertmedel användas upp till den punkt där det inte längre kan motstå pH-förändringar avsevärt, vilket betyder att det inte längre är användbart för detta ändamål.

Buffertlösningar och buffertmedel är extremt vanliga. Tvättmedlet borax, till exempel, kan användas för att göra en enkel. Många traditionella antacida tabletter är i själva verket buffertmedel som verkar i människokroppen. Buffert acetylsalicylsyra är acetylsalicylsyra som har behandlats med ett buffrande medel för att minska pH-förändringar i acetylsalicylsyran när den utsätts för magsyra. pH-sonder skyddas från skador genom att förvaras i dessa lösningar.

I människokroppen spelar buffertmedel en avgörande roll för både andning och upprätthållande av kroppens pH-nivå. Ett av de viktigaste medlen hos människor är bikarbonat. När koldioxid (CO2) blandas med vatten (H2O) bildas kolsyra (H2CO3). Bikarbonat (HCO3-) är en dissociation av kolsyra. Kolsyra och bikarbonat bildar en jämvikt i blodet som hjälper kroppen att anpassa sig till pH-förändringar.

Precis som en buffertlösning kommer bikarbonat/kolsyrajämvikten inte längre att motstå pH-förändringar om deras proportioner ändras avsevärt. Överskott av kolsyra justeras genom att bilda koldioxid genom avlägsnande av vatten från kolsyra; koldioxiden andas sedan ut. För stora mängder bikarbonat kan minskas genom att andas in mer koldioxid, som sedan omvandlas till kolsyra.