બફર : એવી રાસાયણિક પ્રણાલીઓ કે જે એક વાર સ્થાપિત થાય પછી બાહ્ય અસરો હેઠળ પોતાના pH (હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા), pM (ધાતુ આયનોની સાંદ્રતા) અથવા રેડૉક્સ વીજવિભવ (redox potential) જેવાં મૂલ્યોમાં થતા ફેરફારનો પ્રતિરોધ કરે છે. તાપમાન, દબાણ અને કદમાં થતા ફેરફારોને રોકવા માટેનાં બફર પણ શક્ય છે. બફર અસરકારક બની શકે તે માટે એ જરૂરી છે કે બફરિત (buffered) જાતો(species)માં થતા વધારા કે ઘટાડા પરત્વે તે પ્રતિભાવ દર્શાવતું હોય. સૌથી વધુ જાણીતું બફર એ ઍસિડ-બેઝ બફર છે, જેમાં ઍસિડ અથવા બેઝ ઉમેરવામાં આવે તોપણ તે પોતાનું pH મૂલ્ય (હાઇડ્રોજન આયન-સાંદ્રતા) જાળવી રાખે છે.

(1) ઍસિડ-બેઝ બફર : આ સૌથી વધુ જાણીતું બફર છે અને દ્રાવણનું pH મૂલ્ય જાળવી રાખવામાં તે ઉપયોગી છે. તેમાં થોડા પ્રમાણમાં પ્રબળ ઍસિડ કે બેઝ ઉમેરવાથી તેના pH મૂલ્યમાં થતા ફેરફારનો તે પ્રતિરોધ કરે છે અથવા બહુ ઓછો ફેરફાર અનુભવે છે. જે સીમામાં pH મૂલ્ય નિર્ધારિત કરવાનું હોય તે પ્રમાણે આવાં બફર દ્રાવણો બે રીતે બનાવી શકાય છે : (i) નિર્બળ ઍસિડ અને તેના પ્રબળ બેઝ સાથેના ક્ષારમાંથી; દા.ત., એસેટિક ઍસિડ અને સોડિયમ એસિટેટ પ્રણાલી. ઍસિડ તરીકે NH4+ જેવો કૅટાયન, તટસ્થ અણુ (દા.ત., એસેટિક ઍસિડ), કે H2PO4 જેવો એનાયન હોઈ શકે. આવા પદાર્થો H+ (પ્રોટૉન) આપે છે અને તેથી પ્રોટૉનદાતા (proton donor) કહેવાય છે. (ii) નિર્બળ બેઝ અને તેના પ્રબળ ઍસિડ સાથેના ક્ષારમાંથી. દા.ત., એમોનિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને એમોનિયમ ક્લૉરાઇડ પ્રણાલી.

આમ, બફર એ અપૂર્ણપણે વિયોજિત ઍસિડ (અથવા બેઝ) અને (બ્રૉનસ્ટીડની વ્યાખ્યા મુજબ) તેના સંયુગ્મી (conjugate) બેઝ(અથવા ઍસિડ)નું પૂર્વનિર્ધારિત સંકેન્દ્રણ અથવા બંને ઘટકોની સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર ધરાવતું મિશ્રણ છે; દા.ત., એસેટિક ઍસિડનો સંયુગ્મી બેઝ એસિટેટ આયન છે. આમ ક્ષાર એ સંયુગ્મી બેઝ (કે ઍસિડ) પૂરો પાડે છે.

બફરન-ક્રિયા (buffering action) : ઍસિડી બફરમાં ઍસિડ HAના અણુઓ અને તેના ક્ષારમાંથી મળતા A આયનો (સંયુગ્મી બેઝ) હાજર હોય છે. આવા દ્રાવણમાં જો પ્રબળ ઍસિડ (H+ આયનો અથવા પ્રોટૉનદાતા) ઉમેરવામાં આવે  તો આ વધારાના પ્રોટૉન બેઝ દ્વારા નિર્બળ ઍસિડ HA બનવાથી દૂર થાય છે.

A + H →  HA

જો દ્રાવણમાં બેઝ ઉમેરવામાં આવે તો વધારાના હાઇડ્રૉક્સાઇડ (OH) આયનો ઍસિડ HA સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા દૂર થાય છે.

OH + HA  →  A + H2O

આમ, ઍસિડ કે બેઝ ઉમેરવા છતાં દ્રાવણમાં H+ આયનોની (કે OH આયનોની) સાંદ્રતામાં ખાસ ફેર પડતો ન હોવાથી દ્રાવણનું pH મૂલ્ય ઘણું ઓછું બદલાય છે.

જો નિર્બળ ઍસિડનું વિયોજન નીચે પ્રમાણે થાય

HA  ↔  H+ + A

તો ઍસિડનો વિયોજન અચળાંક (dissociation constant) Ka નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય.

 ……….(મંદ દ્રાવણો માટે)…………………………………………………………..        (i)

કૌંસમાંની રકમો જે તે ઘટકની સાંદ્રતા દર્શાવે છે. આથી

 

સમી. (ii) એ હેન્ડરસન–હેસેલબાક સમીકરણ તરીકે ઓળખાય છે.

સમી. (ii) દર્શાવે છે કે દ્રાવણની હાઇડ્રોજન આયનસાંદ્રતા (pH) એ નિર્બળ ઍસિડ અને તેના ક્ષાર Aના સાપેક્ષ સંકેન્દ્રણ અથવા તેમના સંકેન્દ્રણના ગુણોત્તર ઉપર આધાર રાખે છે. આ ગુણોત્તર બફર-ગુણોત્તર તરીકે ઓળખાય છે. જો દ્રાવણને મંદ બનાવવામાં આવે તો આ ગુણોત્તર લગભગ અચળ રહેતો હોવાથી દ્રાવણના pH મૂલ્યમાં ખાસ ફેરફાર થશે નહિ. જો દ્રાવણમાં પ્રબળ ઍસિડનો થોડો જથ્થો ઉમેરવામાં આવે તો તે દ્રાવણમાંના A આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરી નિર્બળ (ઓછું વિયોજન પામતો) ઍસિડ ઉત્પન્ન કરતો હોવાથી H+ આયનોના પ્રમાણમાં ખાસ ફેરફાર થતો નથી. વળી ક્ષારનો જથ્થો વધુ હોય તો A આયનોનાં સંકેન્દ્રણમાં પણ ખાસ ફેરફાર થશે નહિ. અને આમ બફર-ગુણોત્તર લગભગ એનો એ જ રહેતો હોવાથી pH મૂલ્ય કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર અનુભવશે નહિ. [જો દ્રાવણ અબફરિત (unbuffered) હોય તો pH મૂલ્યમાં મોટો ફેરફાર થાય છે.] તે જ પ્રમાણે જો પ્રબળ બેઝ ઉમેરવામાં આવે તો તે ઍસિડ સાથે સંયોજાઈ તુલ્ય પ્રમાણમાં ક્ષાર (A) ઉત્પન્ન કરશે અને એ રીતે બફર-ગુણોત્તરમાં ખાસ ફેરફાર ન થતાં હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા જળવાઈ રહેશે.

સાંદ્રતા સાથે સક્રિયતા સહગુણાંક(γ)માં થતા ફેરફાર ઉપરની pHની આધારિતતા ટાળવા માટે દ્રાવણમાં પોટૅશિયમ નાઇટ્રેટ (KNO3) અથવા સોડિયમ ક્લોરાઇડ NaCl જેવાં pH–તટસ્થ પ્રબળ વિદ્યુત-વિભાજ્યો ઉમેરવામાં આવે છે.

બફરન-ક્ષમતા (buffering capacity) : દ્રાવણના pH મૂલ્યમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર નિપજાવ્યા સિવાય તેમાં ઉમેરી શકાતા ઍસિડ અથવા બેઝના જથ્થાનું નિયંત્રણ દ્રાવણની બફરનક્ષમતા દ્વારા થાય છે. આમ બફરનક્ષમતા (અથવા બફરક્ષમતા – buffer-capacity) એ દ્રાવણમાં ઉમેરાતા ઍસિડ કે બેઝને કારણે pH મૂલ્યમાં થતા ફેરફારનો પ્રતિરોધ કરવાની તેની અસરકારકતાનું માપ છે. જથ્થાની રીતે (quantitatively) કહીએ તો એક ઍસિડ-બેઝ બફરના એક લીટર દ્રાવણના pH મૂલ્યમાં એક એકમનો ફેરફાર કરવા માટે જરૂરી પ્રબળ બેઝની મોલ-સંખ્યા (mole-number) એ દ્રાવણની બફરક્ષમતા છે. આ ક્ષમતા બફર – ગુણોત્તર પર આધાર રાખતી હોવાથી જેમ નિર્બળ ઍસિડ અને તેના ક્ષારનો જથ્થો વધુ તેમ તે વધુ ઍસિડ કે બેઝનો ઉમેરો સહન કરી શકશે. જ્યારે બફર-ગુણોત્તરનું મૂલ્ય એક (1) થાય ત્યારે બફરક્ષમતા મહત્તમ થશે. આવે વખતે

pH = pKa + log 1 = pKa

સામાન્ય રીતે મહત્તમ બફર-ક્ષમતાથી એક pH મૂલ્યની વધઘટ ચલાવી લેવાય તેમ હોવાથી (pKa ±1)ના pH વિસ્તારમાં બફરક્ષમતા સંતોષપ્રદ ગણવામાં આવે છે. [નિર્બળ બેઝ અને તેના ક્ષારની બાબતમાં pKa = 14 – pKb હોય ત્યારે (અથવા pOH = pKb હોય ત્યારે) બફરક્ષમતા મહત્તમ હોય છે.] આથી pH મૂલ્ય જાળવી રાખવાનું હોય તે પ્રમાણે યોગ્ય Kaવાળો ઍસિડ (અથવા બેઝ) અને તેનો ક્ષાર પસંદ કરવામાં આવે છે.

બફર-દ્રાવણના વાસ્તવિક મૂલ્યને ‘બફર-સ્તર’ (buffer level) કહે છે. આ દ્રાવણ જે pH મૂલ્યની હદમાં કાર્યક્ષમ હોય તેને તેની બફર સીમા (buffer limit) કહે છે.

બફરની પસંદગી : પ્રક્રિયામિશ્રણનું pH મૂલ્ય નિયત રાખવા માટે બફરની પસંદગી કરતી વખતે એ બાબત ખાસ ધ્યાનમાં રાખવી જોઈએ કે બફર-મિશ્રણના ઘટકો પ્રક્રિયામાં કોઈ પણ પ્રકારનો અંતરાય ઊભો કરતા ન હોય.

બફર પસંદ કરતી વખતે ત્રણ લાક્ષણિકતાઓ લક્ષમાં લેવામાં આવે છે. (1) બફરમૂલ્ય અથવા બફરક્ષમતા, β, (2) મંદનમૂલ્ય, pH½ અને (3) તાપમાન સાથે pHમાં થતો ફેરફાર

(1) બફરમૂલ્ય β : વાન સ્લાઇક બફરમૂલ્ય β એ ઍસિડ અથવા બેઝ ઉમેરતાં બફરનો pH મૂલ્યમાં ફેરફાર અનુભવવાનો પ્રતિરોધ (resistance) દર્શાવે છે.

જ્યાં ΔB એ pHમાં ΔpH જેટલો ફેરફાર કરવા માટે સંપૂર્ણપણે વિયોજિત બેઝ(અથવા ઍસિડ)નો ગ્રામતુલ્ય પ્રતિ લીટર જેટલો વધારો હોય છે. બફર પ્રણાલીની પસંદગી કરતી વખતે એવો ઍૅસિડ પસંદ કરવામાં આવે છે કે જેનું pKa મૂલ્ય ઇચ્છિત pHની નિકટ હોય. આવે વખતે સમી. (ii) માંનો  ગુણોત્તર એક(1)ની નજીક રહેતો હોવાથી બફરમૂલ્ય ઊંચું રહે છે. ઊંચી બફરક્ષમતા માટે બફરન (buffering) ઘટકોની સાંદ્રતા વધુ હોય તે ઇચ્છનીય છે. જોકે માધ્યમના આયનિક સામર્થ્ય (ionic strength) સાથે તે સુસંગત (consistent) હોવી જોઈએ.

(2) મંદનમૂલ્ય pH½ : મંદનમૂલ્ય એ શુદ્ધ નિસ્યંદિત (distilled) પાણી વડે દ્રાવણનું 1:1 મંદન કરવાથી pH મૂલ્યમાં થતો ફેરફાર છે. આ ફેરફાર ઓછો હોય તે ઇચ્છનીય છે.

(3) તાપમાન સાથે pHમાં ફેરફાર : તાપમાન સાથે pH મૂલ્યમાં લઘુતમ ફેરફાર થાય તેવું બફર સારું ગણાય છે.

સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઍસિડ-બેઝ બફર અને તેમના બફર-વિસ્તાર (range) સારણી 1માં આપ્યા છે.

શરીર-ક્રિયાત્મક (physiological) બફર : જાણીતા દેહધર્મવિજ્ઞાની (physiologist) ક્લૉડ બર્નાર્ડે સૌપ્રથમ જણાવ્યું કે શરીરમાંનાં તરલો (fluids) એક પ્રકારનું એવું ‘આંતરિક પર્યાવરણ’ (internal environment) પૂરું પાડે છે જેમાં શરીરના કોષો બહારના પર્યાવરણની અનિશ્ચિતતા સામે રક્ષણ પામી જીવંત રહી પોતાનાં કાર્યો કરે છે. દા.ત., તંદુરસ્ત માણસના લોહીનું pH મૂલ્ય નોંધપાત્ર રીતે 7.35થી 7.45 જેટલું રહે છે. આનું કારણ એ છે કે લોહી એક બફર ધરાવે છે જે ઍસિડિક કે બેઝિક ઉપાપચયજ(metabolites)ની હાજરીને કારણે pHમાં થતા ફેરફાર સામે રક્ષણ આપે છે. દેહધાર્મિક ર્દષ્ટિબિંદુથી ± 0.3 pHનો ફેરફાર એ ચરમ સીમા છે. સામાન્ય રીતે ઍસિડ ઉપાપચય જ વધુ પેદા થતા હોય છે. આમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ (CO2) મુખ્ય છે. આ CO2 સાથે કામ પાડવા માટે લોહીની બફરનક્ષમતા લોહીમાં રહેલી વિવિધ બફર-પ્રણાલીઓ વચ્ચે વહેંચાયેલી હોય છે. દા.ત., હીમોગ્લોબિન અને ઑક્સિહીમોગ્લોબિન 62 %; H2PO4/HPO42– 22 %; પ્લાઝ્મા પ્રોટીન 11 %; બાઇકાર્બોનેટ 5 %. પ્રોટીન અનુક્રમે નિર્બળ ઍસિડ અને બેઝ એવાં કાબૉર્ક્સિલિક અને એમાઇનો સમૂહ ધરાવે છે અને તેથી તે અસરકારક બફરકારકો (buffering agents) હોય છે.

સારણી 1 : સામાન્ય બફરદ્રાવણો અને તેમના બફરવિસ્તાર

  બફરદ્રાવણ બફરવિસ્તાર pH
1. ગ્લાયસીન + ગ્લાયસીન હાઇડ્રોક્લૉરાઇડ 1.0 – 3.7
2. એસેટિક ઍસિડ + સોડિયમ એસિટેટ 3.7 – 5.6
3. ડાઇસોડિયમ હાઇડ્રોજન ફૉસ્ફેટ + સોડિયમ ડાઇહાઇડ્રોજન ફૉસ્ફૅટ 5.8 – 8.0
4. બૉરિક ઍસિડ + બૉરૅક્સ 6.8 – 9.2
5. બૉરૅક્સ + સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ 9.2 – 11.2
6. ડાઇસોડિયમ હાઇડ્રોજન ફૉસ્ફેટ + ટ્રાઇસોડિયમ ફૉસ્ફેટ 11.0 – 12.0

લોહીમાંનું CO2/HCO3 સંતુલન માપવું એ એક અગત્યનું નિદાનસૂચક (diagnostic) પૃથક્કરણ છે. આ ગુણોત્તર હેન્ડરસન-હેસેલબાક સમીકરણ દ્વારા લોહીના pH મૂલ્ય સાથે સંકળાયેલ છે.

અહીં 6.10 એ શરીરના તાપમાને (37° સે.) લોહીમાંના કાર્બોનિક ઍસિડ(H2CO3)નું pKa1 મૂલ્ય છે. સામાન્ય રીતે લોહીમાં બાઇકાર્બોનેટ સંકેન્દ્રણ લગભગ 26.0 મિ.મોલ/લીટર જ્યારે કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ(જે પાણીમાં ઓગળી H2CO3 બનાવે છે)નું સંકેન્દ્રણ 1.3 મિ.મોલ/લીટર જેટલું હોય છે. આથી લોહી માટે

ફેફસાંમાંના કોષ્ઠિક (alveolar) લોહી માટે HCO3/H2CO3 બફર-પ્રણાલી અગત્યની છે. શ્વસિત (inhaled) હવામાંનો ઑક્સિજન હીમોગ્લોબિન સાથે સંયોજાય ત્યારે બનતું ઑક્સિહીમોગ્લોબિન આયનીકરણ પામે છે અને પ્રોટૉન મુક્ત કરે છે. આ વધારાનો ઍસિડ HCO3 સાથે પ્રક્રિયા પામી દૂર થાય છે. 7.4 pH મૂલ્યે [ HCO3] / [ H2CO3 ] ગુણોત્તર = 20 : 1 છે, જે બફરન-ગુણોત્તર તરીકે બહુ અસરકારક ન ગણાય અને તેથી HCO3 નો સારો એવો જથ્થો H2CO3માં ફેરવાતાં લોહીનું pH મૂલ્ય ઘટવું જોઈએ. પણ સદભાગ્યે ડીકાબૉર્ક્સિલેઝ નામના ઉત્સેચક દ્વારા H2CO3નું ઝડપથી CO2 અને પાણીમાં વિઘટન થઈ જાય છે અને આ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ ઉચ્છવાસ રૂપે બહાર આવે છે. આથી ગુણોત્તર 20 : 1 પર જળવાઈ રહે છે.

ચિકિત્સકીય (clinical) પ્રયોગશાળામાં અને જૈવરાસાયણિક અભ્યાસમાં શરીરક્રિયાત્મક પરાસ(range)માં વધુ વપરાતું બફર ટ્રિસ(હાઇડ્રૉક્સિ–ટ્રાઇમિથાઇલ)એમાઇનો મીથેન [(CHOCH2)3 – Tris, અથવા THAM] છે. તે સામાન્યત: ટ્રિસ (Tris) નામે પણ ઓળખાય છે.

વિભવ બફર (potential buffers) : વીજધ્રુવના વિભવને અચળ રાખવા માટે કૅથોડ આગળ અપચયન (reduction) અથવા ઍનોડ આગળ ઉપચયન (oxidation) પામતી હોય તેવી યોગ્ય રેડૉક્સ (ઑક્સિડેશન–રિડક્શન) પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ થાય છે. pH બફર સાથે કાર્યને લગતા (functional) સરખાપણાને કારણે તેમને પોટેન્શિયલ બફર નામ આપવામાં આવ્યું છે. દા.ત., કૅથોડ પોટેન્શિયલ – 0.5 વોલ્ટથી વધે નહિ તે માટે યુરેનિયમ(III)/(IV) પ્રણાલીનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે કૅથોડનો વિભવ આ મૂલ્ય ધારણ કરે ત્યારે યુરેનિયમ(IV)ના અપચયનની પ્રક્રિયા અને ધાતુના નિક્ષેપન(deposition)ની પ્રક્રિયા વચ્ચે હરીફાઈ વધે છે. અપચયિત યુરેનિયમ (III) આયનો ઍનોડ આગળ પુન: ઉપચયિત થાય છે અને ચક્રીય વિધિ ચાલુ રાખવા માટે વિદ્યુતવિભાજ્ય(electrolyte)માં જ રહે છે. પરિણામે વિદ્યુતવિભાજનીય (વીજાપઘટનીય) (electrolytic) કોષમાં વહેતો સમગ્ર વીજપ્રવાહ કૅથોડ આગળ યુરેનિયમ(IV)ના અપચયનમાં અને ઍનોડ આગળ યુરેનિયમ(III)ના ઉપચયનમાં વપરાય છે. આ યુરેનિયમ યુગ્મનો ઉપયોગ મર્ક્યુરી કૅથોડ ઉપર ક્રોમિયમ અને મૅંગેનીઝનું નિક્ષેપન થતું ટાળી કૉપર, ટિન, લેડ અને નિકલના સામાન્ય નિક્ષેપન માટે થાય છે.

તે જ પ્રમાણે ક્લોરોક્યૂપ્રેટ(I) આયનોમાંથી કૉપરના સફળ નિક્ષેપન માટે અને સાથે સાથે ઍનોડ આગળ આ આયનોના કૉપર(II) આયનોમાં ઉપચયનની હરીફ પ્રક્રિયા અટકાવવામાં હાઇડ્રેઝીનની બફર-ક્રિયા(buffering action)નો ઉપયોગ થાય છે. હાઇડ્રેઝીનના ઉપચયન માટેનો વીજધ્રુવ-વિભવ 0.17 વૉલ્ટ છે.

જ્યારે ક્લૉરોક્યૂપ્રેટ(I) આયનો માટે તે 0.51 વોલ્ટ છે.

આથી ક્લોરોક્યૂપ્રેટ(I) આયનોની સરખામણીમાં હાઇડ્રેઝીનનું ઉપચયન પહેલું થાય છે. આમ જ્યાં સુધી દ્રાવણમાં હાઇડ્રેઝીન અધિક હોય ત્યાં સુધી ક્લોરાઇડ આયનો (Cl) અને કૉપર(I)નું એનૉડિક ઉપચયન રોકી શકાય છે.

ધાતુ-આયન બફર : બ્રૉન્સ્ટીડ સંયુગ્મી (conjugate) ઍસિડ-બેઝ યુગ્મો ધરાવતી પ્રણાલી જેમ તેમાં ઉમેરવામાં આવતા પ્રબળ ઍસિડ કે બેઝને કારણે pH મૂલ્યમાં થતા ફેરફારનો પ્રતિરોધ કરે છે તેમ ધાતુ-સંકીર્ણ અને અધિક સંકીર્ણકારક ધરાવતાં દ્રાવણો પોતાના ધાતુ- આયનની સાંદ્રતા pM[= – log(M)]ને જાળવી રાખવાનો પ્રયત્ન કરે છે. આવાં દ્રાવણો ધાતુ-આયન બફર કહેવાય છે. ધાતુ અને સંકીર્ણકારક લિગેન્ડ(L) વચ્ચે નીચે દર્શાવ્યા પ્રમાણે સંકીર્ણ બનતો હોય (અનુકૂળતા ખાતર વીજભાર દર્શાવ્યા નથી) તો

જ્યાં [ ] સંજ્ઞા જે તે ઘટકની સાંદ્રતા દર્શાવે છે. Keff એ પરિસ્થિતિકીય (પ્રતિબંધી) સ્થાયિત્વ અચળાંક (conditional stability constant) કહેવાય છે. તે pH સાથે બદલાય છે. સમીકરણ દર્શાવે છે કે દ્રાવણ માટે pMનું મૂલ્ય Keffના મૂલ્ય તથા ધાતુ-સંકીર્ણ અને મુક્ત લિગેન્ડની સાંદ્રતાના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે. જો દ્રાવણમાં વધુ ધાતુ-આયનો ઉમેરવામાં આવે તો તે લિગેન્ડ સાથે સંયોજાઈ વધુ ML ઉત્પન્ન કરશે અને આમ દ્રાવણના pM મૂલ્યમાં થતા ઘટાડાનો પ્રતિરોધ કરશે. તે જ પ્રમાણે દ્રાવણમાંથી ધાતુ-આયનો દૂર કરવાનો પ્રયત્ન કરવામાં આવે તો સંકીર્ણ MLનું વિયોજન થઈ ધાતુ-આયનની સાંદ્રતા જળવાઈ રહે છે. એટલે કે જ્યાં સુધી સંકીર્ણ MLની ધાતુ આયનો પ્રદાન કરવાની ક્ષમતા ખલાસ થઈ ન જાય ત્યાં સુધી pMમાં નોંધપાત્ર વધારો થયા વિના દ્રાવણમાંથી ધાતુ-આયનને અન્ય પ્રક્રિયા દ્વારા દૂર કરી શકાય છે.

ધાતુ-આયન બફર જીવવિજ્ઞાન અને જૈવરસાયણમાં ઉત્સેચક પ્રણાલીના અભ્યાસમાં ઉપયોગી છે. આવા ઉત્સેચકોની ઉદ્દીપનીય સક્રિયતા ધાતુ-આયન ઉપર આધારિત હોય છે. pH બફરની માફક અહીં પણ જ્યારે logKeffનું મૂલ્ય pM મૂલ્ય જેટલું હોય ત્યારે ધાતુ-આયન બફર વધુ ક્ષમતા ધરાવે છે.

ઉપયોગિતા : વૈશ્ર્લેષિક રસાયણ, જૈવરસાયણ, આયુર્વિજ્ઞાન, ઔદ્યોગિક રસાયણશાસ્ત્ર જેવાં ક્ષેત્રોમાં બફરક્રિયા ખાસ અગત્ય ધરાવે છે.

જે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દ્રાવણની ઍસિડિકતા પર આધારિત હોય તેમ જાણીતું હોય તેમનો અભ્યાસ ઘણી વાર યોગ્ય બફર સાથેના સહમિશ્રણ (comixture) દ્વારા કરવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક રીતે pH સંવેદી પ્રણાલી ઉપર અન્ય ચલિતો(variables)ની શી અસર થાય છે તે જાણવા માટે બફર દ્વારા દ્રાવણનું pH મૂલ્ય સ્થાયી બનાવી ચલિતની અસર માપવામાં આવે છે. રાસાયણિક વિશ્લેષણમાં ઍસિડ-બેઝ બફર ઉપરાંત વિભવ બફર તથા ધાતુ-આયન બફરનો ઉપયોગ પણ થાય છે.

વિદ્યુતઢોળ ચઢાવવા(electroplating)માં, વૈજ્ઞાનિક કૃષિ(scientific agriculture)માં, વાહિતમલ(sewage)ના નિકાલમાં, ચર્મઉદ્યોગમાં, રંગાટીકામમાં, આથવણની ક્રિયામાં, ઇંજેક્શન માટેનાં દ્રાવણો બનાવવામાં તથા ખાદ્ય પદાર્થોની બનાવટ વગેરેમાં પણ બફર દ્રાવણોનો ઉપયોગ થાય છે.

કલ્પેશ સૂર્યકાન્ત પરીખ