1. Khái niệm dung lượng đệm (β)

Dung lượng đệm (Buffer Capacity) ký hiệu là β, cho biết lượng axit hoặc bazơ mạnh cần thêm vào 1 lít dung dịch để thay đổi pH 1 đơn vị.

Công thức định nghĩa tổng quát:

\[\beta = \frac{dC_b}{d(\text{pH})} = -\frac{dC_a}{d(\text{pH})}\]

Trong đó:

• \(C_b\)​: nồng độ bazơ mạnh (mol/L) đã thêm vào.

• \(C_a\)​: nồng độ axit mạnh (mol/L) đã thêm vào.

Nếu β lớn → dung dịch có khả năng chống biến động pH cao.
Nếu β nhỏ → pH thay đổi mạnh chỉ với lượng nhỏ axit/bazơ.

2. Mối quan hệ giữa β và độ kiềm

Với các dung dịch có hệ đệm cacbonat (H₂CO₃ / HCO₃⁻ / CO₃²⁻), như hầu hết nước tự nhiên và nước thải trung tính, β có thể ước tính từ độ kiềm (Alkalinity) như sau:

\[\boxed{\beta \approx 2.303 \times \text{Alk}_{eq}}\]

Trong đó:

\[\text{Alk}_{eq} = \frac{\text{Alk (mg/L as CaCO₃)}}{50 \times 1000}\]

(vì 1 đương lượng CaCO₃ = 50 g)

Ví dụ:

Cho nước thải có Alk = 100 mg/L CaCO₃

\[\text{Alk}_{eq} = \frac{100}{50\times1000} = 0.002\ \text{eq/L}\]

Suy ra :

\[\boxed{\beta = 2.303 \times 0.002 = 0.0046~\mathrm{mol\,L^{-1}\,pH^{-1}}}\]

→ Cần 0.0046 mol OH⁻ (≈ 0.18 g NaOH/L) để tăng pH 1 đơn vị quanh vùng 7–8.

3. Dung lượng đệm và vùng pH