Buffereffectiviteit

De effectiviteit van een buffer om pH-verandering te weerstaan, hangt af van de concentratieverhouding van het zwakke zuur en zijn geconjugeerde base, of zwakke base en zijn geconjugeerde zuur, evenals hun absolute concentraties. Het bufferbereik is het pH-bereik dat een significante verhoging of verlaging van de pH remt na toevoeging van een zuur of base. Het bereik is een eenheid hoger of lager dan de pKa.

Om een effectieve buffer te zijn, moet de verhouding van zwak zuur tot base of zwakke base tot zuur tussen 10 en 1 en 1 en 10 liggen. De Henderson-Hasselbalch-vergelijking kan worden opgelost om deze waarden te ondersteunen. Als de zuurconcentratie tien keer die van de base is, is de pH 1 eenheid lager dan de pKa.

Als daarentegen de baseconcentratie tien keer die van het zuur is, zal de pH 1 eenheid meer zijn dan de pKa. Een buffer is het meest effectief in het midden van zijn bufferbereik wanneer de concentratie van het zwakke zuur en de geconjugeerde base gelijk zijn en de pH gelijk is aan de pKa. Naarmate het verschil tussen de hoeveelheden van het zwakke zuur en de base toeneemt, wordt de buffer minder effectief.

Daarom zal buffer A, die elk 1 mol azijnzuur en acetaat bevat, effectiever zijn dan buffer B, die 0, 1 molair azijnzuur en 1 molair acetaat bevat. De absolute concentratie van een zwak zuur en de base bepaalt ook de effectiviteit van de buffer. Hoe groter de concentratie van het zwakke zuur en de base, hoe sterker het zuur of de base het kan neutraliseren.

Daarom is een buffer met elk 1 mol mierenzuur en formiaat effectiever dan een buffer met elk 0, 1 mol. Buffercapaciteit is de hoeveelheid van een sterk zuur of sterke base die een buffer kan neutraliseren voordat de pH aanzienlijk verandert. Daarom neemt de buffercapaciteit toe zowel met hogere concentraties van een zwak zuur en zijn geconjugeerde base als wanneer de verhouding van een zwak zuur tot de base één benadert.