Уровень pH крови поддерживается в диапазоне от 7,35 до 7,45. За пределами этого диапазона ферменты перестают работать, и клетки отмирают. Организм поддерживает стабильный уровень pH с помощью буферных растворов. Буферный раствор — это раствор, который препятствует изменению pH при добавлении кислот или оснований. Обычно он состоит из слабой кислоты и её сопряжённого основания или слабой основы и её сопряжённой кислоты. Эта пара поглощает добавленные ионы водорода или гидроксида, предотвращая резкие колебания pH.

Наиболее важным буфером в крови является система угольной кислоты и бикарбоната. Углекислый газ растворяется в воде, образуя угольную кислоту, которая диссоциирует на бикарбонат и ионы водорода. При добавлении кислоты бикарбонат нейтрализует её. При добавлении основания угольная кислота нейтрализует её. Легкие и почки регулируют состав этих веществ, поддерживая постоянное соотношение. Уравнение Хендерсона-Хассельбаха описывает взаимосвязь между pH, константой диссоциации кислоты и концентрациями кислоты и основания.

Буферные растворы используются в лабораториях, медицине и промышленности. Они поддерживают активность ферментов в биохимических анализах. Они стабилизируют лекарственные препараты в растворах для внутривенного введения. Они контролируют pH в процессах ферментации и пищевой промышленности. Они используются в косметике, чистящих средствах и водоподготовке. Хороший буферный раствор имеет значение pKa, близкое к желаемому значению pH, и высокую концентрацию, чтобы противостоять изменениям.

Буферная емкость — это количество кислоты или основания, которое буферный раствор может поглотить до того, как pH существенно изменится. Она зависит от концентрации компонентов буферного раствора и их соотношения. Буферный раствор работает наилучшим образом, когда pH находится в пределах одной единицы от его pKa.