Esistono numerose applicazioni in chimica e biologia in cui i cambiamenti nel pH possono avere un effetto negativo importante. Un esempio di ciò esiste nel corpo umano; le modifiche al pH del sangue potrebbero avere un effetto devastante, quindi un meccanismo all'interno del corpo noto come sistema di tamponamento bicarbonato mantiene sotto controllo il pH del sangue. Nelle impostazioni di laboratorio, viene utilizzata una soluzione tampone per ottenere risultati simili. La soluzione tampone mantiene un equilibrio nel pH di qualsiasi cosa stia lavorando, impedendo alle influenze esterne di spostare il pH e potenzialmente rovinando tutto.

TL; DR (Troppo lungo; Non letto)

Una soluzione tampone è costituita da un acido debole e la sua base coniugata o una base debole e il suo acido coniugato. I due componenti mantengono un equilibrio del pH che resiste al cambiamento quando vengono aggiunti acidi forti o basi.

Soluzioni tampone

Una soluzione tampone è una soluzione contenente sia un acido che una base. La soluzione è presa prendendo un acido debole e aggiungendo la sua base di coniugato (che è formata rimuovendo un protone dallo stesso tipo di acido) o combinando una base debole con il suo acido coniugato. L'uso dei coniugati è ciò che dà una soluzione tampone alla sua resistenza ai cambiamenti del pH; crea un equilibrio tra l'acido e la base che è difficile da superare per altri acidi o basi. Anche quando si aggiungono acidi forti o basi, l'equilibrio tra l'acido debole /base e il suo coniugato riducono l'impatto dell'aggiunta sulla soluzione globale pH.

pH tampone

Le soluzioni tampone hanno un ampio gamma di applicazioni, sia nel mondo reale che in laboratorio. Per la maggior parte degli enzimi è necessario un pH tamponato per il corretto funzionamento e il buffering viene utilizzato per assicurare una corretta concentrazione del colore quando si usano i coloranti. Le soluzioni tampone vengono anche utilizzate per calibrare le apparecchiature, in particolare i pH metri che potrebbero essere calibrati in modo errato se non è presente un tampone. Vale la pena notare che le soluzioni tampone non hanno necessariamente un pH neutro, solo un equilibrato; soluzioni tampone a base di acido citrico, ammoniaca, acido acetico (che si trova nell'aceto a basse concentrazioni) e altri composti possono avere valori di pH inferiori a 2 o superiori a 10. Ciò consente l'uso di soluzioni tampone nel lavoro con acidi molto forti o basi.

Capacità del buffer

Mentre le soluzioni tampone sono resistenti alle variazioni di pH, ciò non significa che il pH di una soluzione tampone non può cambiare se una quantità di acido forte o base forte sufficiente è aggiunto. La quantità di acido forte o base che può assumere una soluzione tampone prima che si verifichino cambiamenti significativi del pH è nota come capacità tampone. La capacità varia a seconda dei componenti principali della soluzione tampone e della quantità di acido forte o base aggiunta alla soluzione. Se si aggiunge un acido forte alla soluzione tampone, la capacità è uguale alla quantità della base nella soluzione. Se si aggiunge una base forte, la capacità è uguale alla quantità di acido nella soluzione.