혈액은 pH 7.35에서 7.45 사이의 값을 유지합니다. 이 범위를 벗어나면 효소가 기능을 멈추고 세포가 죽습니다. 인체는 완충 용액을 통해 pH를 안정적으로 유지합니다. 완충 용액은 산이나 염기가 첨가될 때 pH 변화에 저항하는 용액입니다. 일반적으로 약산과 그 짝염기, 또는 약염기와 그 짝산으로 구성됩니다. 이 쌍은 첨가된 수소 이온이나 수산화 이온을 흡수하여 pH의 급격한 변화를 막아줍니다.

혈액에서 가장 중요한 완충 작용은 탄산-중탄산염 시스템입니다. 이산화탄소는 물에 녹아 탄산을 형성하고, 탄산은 중탄산염과 수소 이온으로 해리됩니다. 산이 첨가되면 중탄산염이 이를 중화시키고, 염기가 첨가되면 탄산이 이를 중화시킵니다. 폐와 신장은 이러한 구성 성분의 비율을 일정하게 유지하도록 조절합니다. 헨더슨-하셀발히 방정식은 pH, 산 해리 상수, 산 및 염기 농도 사이의 관계를 나타냅니다.

완충 용액은 실험실, 의학 및 산업 분야에서 사용됩니다. 생화학 분석에서 효소의 활성을 유지하고, 정맥 주사액에서 약물을 안정화하며, 발효 및 식품 가공에서 pH를 조절합니다. 또한 화장품, 세척제 및 수처리에도 사용됩니다. 좋은 완충 용액은 원하는 pH에 가까운 pKa 값을 가지며, 변화에 대한 저항성을 높이기 위해 높은 농도를 지닙니다.

완충 용량은 pH가 크게 변하기 전에 완충 용액이 흡수할 수 있는 산 또는 염기의 양입니다. 이는 완충 용액 구성 성분의 농도와 비율에 따라 달라집니다. 완충 용액은 pH가 pKa 값에서 1단위 이내일 때 가장 효과적으로 작용합니다.