Efficacia del buffer

L'efficacia di qualsiasi tampone nel resistere al cambiamento di pH dipende dal rapporto tra le concentrazioni dell'acido debole e della sua base coniugata, o della base debole e del suo acido coniugato, nonché dalle loro concentrazioni assolute. L'intervallo del tampone è l'intervallo di pH che inibisce un aumento o una diminuzione significativa del pH, dopo l'aggiunta di un acido o di una base. L'intervallo è di un'unità superiore o inferiore al pKa.

Pertanto, per essere un tampone efficace, il rapporto fra acido debole e base, o fra base debole e acido dovrebbe essere fra 10 e 1 e fra 1 e 10. L'equazione di Henderson-Hasselbalch può essere risolta per supportare questi valori. Se la concentrazione dell'acido è dieci volte quella della base, il pH sarà 1 unità inferiore al pKa.

Tuttavia, se la concentrazione della base è dieci volte quella dell'acido, il pH sarà 1 unità in più rispetto al pKa. Un tampone è più efficace nel mezzo del suo intervallo di tampone, quando la concentrazione dell'acido debole e della base coniugata sono uguali, e il pH è uguale al pKa. Quando la differenza fra le quantità di acido debole e di base aumenta, il tampone diviene meno efficace.

Pertanto, il tampone A, contenente acido acetico e acetato ciascuno 1 molare, sarà più efficace del tampone B, contenente acido acetico 0, 1 molare e acetato 1 molare. La concentrazione assoluta di un acido debole e della base determina anche l'efficacia del tampone. Maggiore è la concentrazione dell'acido e della base deboli, più acido o base forte può neutralizzare.

Pertanto, un tampone con acido formico e formiato ciascuno 1 molare è più efficace di un tampone 0, 1 molare ciascuno. La capacità del tampone è la quantità di un acido o di una base forte che un tampone può neutralizzare prima di un cambiamento significativo nel suo pH. Pertanto, la capacità del tampone aumenta sia con concentrazioni più elevate di un acido debole e della sua base coniugata, sia quando il rapporto fra un acido debole e la base si avvicina a uno.