Acidità e alcalinità
Una soluzione tampone è una soluzione acquosa che cambierà molto poco, se ad esso è aggiunta una piccola quantità di acido o base. Soluzioni tampone sono utilizzati per mantenere il pH quasi costante in un'ampia varietà di applicazioni chimiche. Il funzionamento di una soluzione tampone si basa sul concetto di pH. E pH si riferisce a un aspetto della chimica riguardo la concentrazione di ioni idrogeno, un fattore che rappresenta il grado di acidità di una sostanza. La scala del pH---una misura di acidità---viene assegnato i numeri che vanno da 1 a 14. Un pH di 1 indica un acido estremamente forte, un pH di 7 è considerato neutro e un pH di 14 è l'opposto di acido---estremamente basico o alcalino.
Scala logaritmica
Una caratteristica fondamentale della scala del pH è che è logaritmica. I numeri, da 14 a 1, possono suggerire cambiamenti nei livelli di acido in incrementi di 1 unità, ma questo è fuorviante. La differenza è in realtà di potenze di 10. Ad esempio, un pH di 6 è 10 volte più acido di un pH di 5. E un pH di 4 è 100 volte più acido di un pH di 6. Tre è 1.000 volte più acido di 6.
Modifica di acidità e alcalinità
Un contenitore di acqua pura è teoricamente neutro, avendo un pH di 7. Aggiunta di una sostanza acida all'acqua, anche in piccola quantità, si sposterà il pH, abbassandola con ogni ulteriori quantità di acido aggiunto. Allo stesso modo, aggiungendo una sostanza basico o alcalina, il pH si sposterà su un numero superiore. L'acqua sarà solo alla mercé di chimica, per intenderci, della sostanza acida o alcalina.
Soluzione tamponata
Un buffer è una sostanza chimica---in realtà una combinazione di due sostanze---che resiste a cambiamenti radicali del pH della soluzione. Un esempio è acido acetico (l'acido in aceto) e quello che ha chiamato la sua base coniugata, l'acetato di sodio sale. Se questi due composti sono aggiunto al serbatoio di acqua pura, la soluzione risultante diventa una soluzione tamponata. Qualsiasi successiva aggiunta di un acido alla soluzione, entro limiti ragionevoli, altererà il pH non affatto o molto poco. Questo è perché i buffer composti reagiscono con gli ioni di idrogeno.
Reazione chimica
Lo ione di idrogeno ha una controparte che scala figure prominente all'estremità superiore del pH, lo ione ossidrile. Un buffer di chimico funziona reagendo con l'idrogeno o ioni idrossile derivanti dall'aggiunta di un acido (una sostanza ad alto contenuto di ioni di idrogeno) o una base (una sostanza ad alta contenuto di ioni dell'idrossile) alla soluzione. Il buffer si lega chimicamente questi ioni in una forma nel composto che impedisce loro di essere liberi nella soluzione per influenzare il pH.
Inondando il Buffer
Buffer, efficace come sono, possono essere sopraffatti. L'aggiunta di grandi quantità di un acido o una base per una soluzione tamponata può comportare che un chimico chiamerebbe "inondando il buffer".