Ứng dụng Dung dịch đệm

Khả năng chống lại sự thay đổi pH đột ngột giúp dung dịch đệm được dùng phổ biến trong các quá trình hoá học và cần thiết cho các chu trình hoá sinh. Đệm lý tưởng cho một độ pH xác định cần phải có một con số pKa bằng với pH, vì thế mới tạo được dung dịch có khả năng đệm tối đa.

Dung dịch đệm giúp giữ nguyên độ pH cho các enzym trong các cơ thể sống hoạt động. Nhiều enzym chỉ hoạt động trong một điều kiện cố định; nếu độ pH vươn ra xa mốc ban đầu, enzym sẽ bị chậm hoá, ngừng làm việc hoặc tệ hơn là bị biến tính, do đó mãi mãi mất đi khả năng xúc tác.[3]Hỗn hợp đệm của axit cacbonic (H2CO3) và bicacbonat (HCO3−) hiện diện trong huyết tương, nhằm duy trì pH trong giữa 7,35 và 7,45.

Trong công nghiệp, dung dịch đệm được dùng trong các quá trình lên men và được dùng trong từng trường hợp nhuộm riêng lẻ. Chúng cũngđược dùng trong ngành hoá phân tích[2] và chuẩn độ pH.

Phần lớn mẫu vật sinh học được nghiên cứu trong chất đệm đặc biệt PBS (dung dịch muối đệm phosphat) tại pH 7,4.

Hỗn hợp đệm

ChấtKhoảng pH
HCl, Natri xitrat1 - 5
Axit xitric, Natri xitrat2,5 - 5,6
Axit axetic, Natri axetat3,7 - 5,6
Na2HPO4, NaH2PO46 - 9
Borac, Natri hidroxit9,2 - 11

Hỗn hợp đa năng

Bằng cách kết hợp các chất tan có pKa cách biệt nhau khoảng 2 đơn vị thì ta có thể thu được một dung dịch có khoảng đệm rất rộng. Axit xitric là hợp chất được dùng rất phổ biến vì nó có 3 nấc pKa. Khoảng đệm có thể rộng hơn tuỳ thuộc vào chất thêm vào. Hỗn hợp dưới đây cho một khoảng đệm dài từ pH 3 đến 8.

0,2M Na2HPO4/mL0,1M Axit xitric/mLpH...
20,5579,453,0
38,5561,454,0
51,5048,505,0
63,1536,856,0
82,3517,657,0
97,252,758,0

Hỗn hợp gồm axit xitric, kali dihidrophosphat, axit boric, và axit dietyl barbituric có thể phủ từ giá trị 2,6 đến 12 trong thang pH.[4]

Một số hợp chất đệm sinh học

Tên thườngpKa
tại 25 °C		Khoảng đệmTác động nhiệt
d(pH)/dT trong (1/K) **		Khối lượng molTên đầy đủ
TAPS8,437,7-9,1−0,018243,3axit 3-{[tri(hidroxymetyl)methyl]amino}propansulfonic
Bicine8,357,6-9,0−0,018163,2N,N-bis(2-hidroxyetyl)glycin
Tris8,067,5-9,0−0,028121,14tri(hidroxymetyl)metylamin
Tricine8,057,4-8,8−0,021179,2N-tri(hidroxymetyl)metylglycin
HEPES7,486,8-8,2−0,014238,3axit 4-2-hidroxyetyl-1-piperazineetansulfonic
TES7,406,8-8,2−0,020229,20axit 2-{[tri(hidroxymetyl)metyl]amino}etansulfonic
MOPS7,206,5-7,9−0,015209,3axit 3-(N-morpholino)propansulfonic
PIPES6,766,1-7,5−0,008302,4piperazine-N,N′-bi(axit 2-etansulfonic)
Cacodylate6,275,0-7,4138,0axit dimetylarsinic
MES6,155,5-6,7−0,011195,2axit 2-(N-morpholino)etansulfonic

** Các giá trị được lấy xấp xỉ.[5]