Puskuriliuos

Puskuriliuos on liuos, jonka pH-arvo ei muutu huomattavasti happoa tai emästä lisättäessä tai liuosta laimennettaessa.

Puskuriliuos valmistetaan heikosta haposta ja sen suolasta, tai heikosta emäksestä ja sen suolasta. Puskuriliuos on tehokkaimmillaan, kun liuoksen pH on yhtä suuri kuin sen valmistukseen käytetyn yhdisteen pK_a-arvo (pK_a = -log₁₀K_a). Puskuriliuos vaikuttaa parhaiten, kun sen pH on korkeintaan yhden yksikön päässä halutun puskuroitavan liuoksen pK_a-arvosta.

Luonnollisia puskuriliuoksia ovat mm. veri, jonka pH pysyy hyvin vakaana fysiologisessa pH:ssa 7,4.

Puskuriliuoksen toimintaperiaate

Emäs hajoaa liuetessaan konjugaattihapoksi muodostaen samalla veden kanssa hydroksidi-ionin (OH^-). Hydroksidi-ioni reagoi puskuriliuoksen hapon HA kanssa muodostaen emästä A^-. Jos lisättävän hydroksidi-ionin määrä on pieni, on myös [HA]:n ja [A^-]:n suhteen muutos pieni. Reaktioyhtälö:

${\displaystyle OH^{-}+HA\rightarrow A^{-}+H_{2}O}$

Happo dissosioituu vesiliuoksessa konjugaattiemäkseksi ja protoniksi, joka reagoi veden kanssa muodostaen oksoniumionin H₃O⁺. Oksoniumioni reagoi puskuriliuoksessa olevan emäksen A^- kanssa muodostaen happoa HA, mutta tässäkään tapauksessa pieni oksoniumionikonsentraation lisäys ei vaikuta [HA]:n ja [A^-]:n suhteeseen merkittävästi. Reaktioyhtälö:

${\displaystyle H_{3}O^{+}+A^{-}\rightarrow HA+H_{2}O}$

Puskuriliuoksen pH

Puskuriliuoksen pH voidaan laskea Henderson–Hasselbalchin yhtälöllä:

${\displaystyle pH=pK_{a}+\log _{10}{[A^{-}] \over [HA]}}$, jossa K_a käytetyn hapon happovakio, [A^-] emäksen konsentraatio ja [HA] hapon konsentraatio.

Puskuriliuoksen pH riippuu valituista aineista ja niiden suhteellisista konsentraatioista, mutta liuoksen varsinainen kyky puskuroida happoja ja emäksiä, puskurikapasiteetti, määräytyy aineiden absoluuttisesta määrästä puskuriliuoksessa.

Katso myös

• Alkaliteetti ja Asiditeetti
• Happamuudensäätöaine