Mikä on puskuriliuos?

Puskuriliuos on vettä, joka on sekoitettu kemikaalin kanssa, jotta sille saadaan erityisiä ominaisuuksia pH: n (happamuus) suhteen. Puskurinaineena tunnettu kemikaali kestää pH -muutoksia altistettuna hapoille ja emäksille, kun se sekoitetaan oikein liuokseen. Tämä ominaisuus tekee siitä erittäin hyödyllisen herkkien laitteiden suojaamisessa, kemiallisten onnettomuuksien käsittelyssä ja jopa elävien olentojen sisäisten prosessien tasapainottamisessa.

Puskuriaineen happomuoto (HA) sekoitetaan sen konjugaattiemäksen (A-) kanssa veteen liuoksen valmistamiseksi. Kun HA: n ja A-: n välinen tasapaino on olemassa, muut lisätyt hapot tai emäkset neutraloidaan, kun ne muuttavat osan puskuriaineesta joko HA- tai A-muotoon. Puskuriaineen muutos aiheuttaa aluksi vain vähän muutoksia liuoksen pH -arvoon. Kun aineen HA- ja A-osuudet muuttuvat muiden happojen ja emästen lisäämisen vuoksi, liuoksen puskurointikyky heikkenee. Lopulta puskuriainetta voidaan käyttää siihen pisteeseen asti, että se ei enää kestä merkittävästi pH: n muutoksia, eli se ei ole enää käyttökelpoinen tähän tarkoitukseen.

Puskuriliuokset ja puskuriaineet ovat erittäin yleisiä. Esimerkiksi pesuainebooraksia voidaan käyttää yksinkertaisen pesuaineen valmistamiseen. Monet perinteiset antasiditabletit ovat itse asiassa puskureita, jotka toimivat ihmiskehossa. Puskuroitu aspiriini on aspiriini, jota on käsitelty puskurointiaineella, joka auttaa vähentämään aspiriinin pH -muutoksia, kun se altistuu mahahapolle. pH -anturit suojataan vaurioilta säilyttämällä niitä näissä liuoksissa.

Ihmisen kehossa puskureilla on tärkeä rooli sekä hengityksessä että kehon pH -tason ylläpitämisessä. Yksi ihmisen tärkeimmistä aineista on bikarbonaatti. Kun hiilidioksidi (CO2) sekoittuu veteen (H2O), muodostuu hiilihappoa (H2CO3). Bikarbonaatti (HCO3-) on hiilihapon dissosiaatio. Hiilihappo ja bikarbonaatti muodostavat tasapainon veressä, mikä auttaa kehoa sopeutumaan pH -muutoksiin.

Aivan kuten puskuriliuos, bikarbonaatti/hiilihappotasapaino ei enää vastusta pH -muutoksia, jos niiden suhteita muutetaan merkittävästi. Hiilihapon ylimäärä säädetään muodostamalla hiilidioksidia poistamalla vesi hiilihaposta; sitten hiilidioksidi hengitetään ulos. Liiallisia bikarbonaattimääriä voidaan vähentää hengittämällä enemmän hiilidioksidia, joka sitten muuttuu hiilihapoksi.