Das Blut hat einen pH-Wert zwischen 7,35 und 7,45. Außerhalb dieses Bereichs verlieren Enzyme ihre Funktion und Zellen sterben ab. Der Körper hält den pH-Wert mithilfe von Puffern stabil. Ein Puffer ist eine Lösung, die pH-Wert-Änderungen bei Zugabe von Säuren oder Basen entgegenwirkt. Er besteht üblicherweise aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base oder einer schwachen Base und ihrer konjugierten Säure. Das Paar absorbiert zugeführte Wasserstoff- oder Hydroxidionen und verhindert so starke pH-Wert-Schwankungen.

Das wichtigste Puffersystem im Blut ist das Kohlensäure-Bicarbonat-System. Kohlendioxid löst sich in Wasser und bildet Kohlensäure, die in Bicarbonat- und Wasserstoffionen dissoziiert. Bei Säurezugabe neutralisiert Bicarbonat die Säure, bei Basenzugabe neutralisiert Kohlensäure die Base. Lunge und Nieren regulieren die Komponenten und halten so das Verhältnis konstant. Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen pH-Wert, Säuredissoziationskonstante und den Konzentrationen von Säure und Base.

Pufferlösungen werden in Laboren, der Medizin und der Industrie eingesetzt. Sie halten Enzyme in biochemischen Analysen aktiv, stabilisieren Medikamente in intravenösen Lösungen und regulieren den pH-Wert bei Fermentationsprozessen und der Lebensmittelverarbeitung. Sie finden Anwendung in Kosmetika, Reinigungsmitteln und der Wasseraufbereitung. Ein guter Puffer zeichnet sich durch einen pKa-Wert nahe dem gewünschten pH-Wert und eine hohe Konzentration aus, um Schwankungen entgegenzuwirken.

Die Pufferkapazität ist die Menge an Säure oder Base, die ein Puffer aufnehmen kann, bevor sich der pH-Wert signifikant ändert. Sie hängt von der Konzentration der Pufferkomponenten und deren Verhältnis ab. Ein Puffer arbeitet am effektivsten, wenn der pH-Wert maximal eine Einheit von seinem pKa-Wert abweicht.