РН буферного розчину певного складу визначається відношенням концентрації кислоти і солі або основи і солі (не залежить від розведення).

Буферна ємність залежить від не тільки від відношення концентрацій компонентів буферної системи, але також від їх загальної концентрації:

β = 2,303 с , де а = с = с(В) + с (НВ).

Буферна ємність максимальна при а= 1 і буде тим більше, тим більша сумарна концентрація компонентів буферного розчину при постійному співвідношенні їх концентрацій.

Практично до тих чи інших розчинів можуть додаватися значні кількості кислоти або лугу. Тоді буферну ємність обчислюють за кислотою або лугом.

β_а = с

Для визначення величини рН буферного розчину використовують рН-метри. В основі роботи цих приладів покладений потенціометричний метод.

Потенціометричний аналіз ґрунтується на вимірюванні потенціалів електродів залежно від концентрації іонів, що визначаються, у відповідній окислювально-відновній системі. Потенціометрія об’єднує групу методів визначення різних фізико-хімічних величин і кількісного аналізу розчинів на основі вимірювання ЕРС (електрорушійної сили).

Величина електродного потенціалу залежить від:

ü температури;

ü природи металу і природи розчинника;

ü активності іонів у розчині (молярної концентрації);

Рівняння Нернста встановлює залежність між значенням рівноважного електродного потенціалу та концентрацією реагуючих речовин:

, де

φ⁰ – стандартний електродний потенціал.

Стандартний електродний потенціал визначається як ЕРС елемента, складеного з досліджуваного електрода і нормального водневого електрода за умови, що концентрації (активності компонентів) потенціал визначальної реакції, яка відбувається на визначальному електроді, дорівнюють одиниці.

Потенціали виражаються в шкалах або вибраного електрода, або перераховуються на водневу шкалу, яка відповідає стандартному (нормальному) водневому електроду порівняння [(Pt) H₂ │ 2H⁺ (p = 1атм = 101,325 кПа), Н⁺ (а = 1)].

Чим метал є більш активним, тим більш від’ємний рівноважний потенціал він буде мати.

Для аналітичних потенціометричних визначень в досліджуваний розчин потрібно занурити два електроди:

1. Робочий (індикаторний) електрод – за потенціалом якого визначають концентрацію іонів у розчині.

Індикаторний електрод – електрод вимірювання, потенціал його залежить від концентрації досліджуваних іонів у розчині. Належать: водневий, скляний, хінгідронний, сурм’яний, платиновий електроди. Найчастіше як індикаторний електрод використовують скляний електрод, який добре працює у будь-яких агресивних середовищах, і будь-якому діапазоні рН, не чутливий до окислювально-відновних процесів, індиферентний до ПАР, білків.

Скляний електрод – іонно-селективний електрод мембранного типу. Воднева функція скляного електрода пояснюється особливим хімічним складом скла. Інтервал вимірювання рН = 0,5 – 12.

2. Електрод порівняння (стандартний) електрод – відносно якого вимірюють потенціал індикаторного електрода.

Електрод порівняння (стандартний електрод) – відносно якого вимірюють потенціал індикаторного електрода. Потенціал електрода порівняння залишається сталим при зміні концентрації досліджуваних іонів. Найчастіше використовують хлорсрібний та каломельний електроди.

Пряма потенціометрія ґрунтується на прямому визначенні потенціалу індикаторного електрода і обчисленні концентрації визначуваного іона за рівнянням Нернста. Цей метод широко використовується в рН-метрії.

Вимірювання рН застосовують у технохімічному контролі харчових продуктів, у їх виробництві, де перебіг біохімічних і мікробіологічних процесів залежать від значення рН середовища.