Buffers: buffercapaciteit

Buffercapaciteit is de kwantitatieve maatstaf van een buffer om weerstand te bieden aan de verandering in pH. Zoals blijkt uit de volgende vergelijking wordt de buffercapaciteit, aangegeven met ‘bèta’, uitgedrukt als het aantal mol zuur of base dat nodig is om de pH van een bufferoplossing van één liter met 1 eenheid te veranderen. Hier geven Ca en Cb respectievelijk het aantal mol zuur en base aan. Merk op dat dpH de verandering in pH vertegenwoordigt.

In de grafiek wordt de pH uitgezet als functie van het aantal mol base (Cb) toegevoegd aan een zwak zuur met een pKa gelijk aan 5. De afgeleide van de curve levert een andere grafiek op die de buffercapaciteit versus de pH weergeeft. Deze grafiek laat zien dat de buffercapaciteit het hoogst is wanneer de pH gelijk is aan pKa, waarbij de oplossing een gelijke concentratie van het zwakke zuur en zijn geconjugeerde base bevat. Voor dit zwakke zuur is de buffercapaciteit het hoogst bij pH 5, waar de weerstand tegen pH-veranderingen het hoogst is. Normaal gesproken moet de buffer van keuze een pKa-waarde hebben die binnen plus of min 1 eenheid van de gewenste pH ligt. Naast de pKa-waarde hangt de buffercapaciteit ook af van de concentratie van het zwakke zuur en zijn geconjugeerde base in de oplossing. Hoe hoger de concentratie van de buffersoort, hoe hoger de buffercapaciteit.