Rūgščių-šarmų chemijoje buferinė medžiaga yra medžiaga, kurią galima naudoti palaikyti pastoviam tirpalo pH arba rūgštingumo-šarmingumo lygiui. Vandeniniame tirpale esančios rūgštys suteikia hidronio (H3O+) jonų, o šarmai – hidroksido (OH-) jonus. Tirpalo pH yra santykinės šių jonų koncentracijos matas. Tirpalas, kuriame yra buferinės medžiagos, iki tam tikro taško gali sugerti papildomus hidronio arba hidroksido jonus, kurie patenka įdėjus rūgšties arba bazės, nekeičiant H3O+/OH- santykio, taigi ir nekeičiant pH. Natūraliai susidarančių buferių randama biologinėse sistemose, o buferinės medžiagos dažnai naudojamos chemijoje ir pramonėje.
Kai rūgštis ištirpsta vandenyje, ji didesniu ar mažesniu mastu jonizuojasi į H+ jonus ir neigiamo krūvio anijonus. H+ jonai susijungia su vandeniu ir sudaro hidronio jonus (H3O+), o neigiamas anijonas yra žinomas kaip konjuguota bazė. Pavyzdžiui, vandenilio chlorido rūgštis sudaro vandenilio jonus, o konjuguota bazė yra chlorido jonas: HCl + H2O → H3O+ + Cl-. Konjuguota bazė gali reaguoti su hidronio jonais, kad vėl susidarytų rūgštis, tačiau šiuo atveju chlorido jonas yra silpna bazė, todėl vandenilio chlorido rūgštis vandenyje beveik visiškai susideda iš hidroksonio jonų ir chlorido jonų, todėl ji yra stipri rūgštis. Tačiau silpnoje rūgštyje atvirkštinė reakcija yra reikšminga, nes konjuguota bazė yra stipresnė, todėl hidronio jonų koncentracija mažesnė.
Mišinys, kuriame yra silpnos rūgšties druskos kartu su rūgštimi, iš kurios ji gaunama, dažnai gali būti naudojamas kaip rūgštinė buferinė medžiaga; druska užtikrina gausų rūgšties konjuguotos bazės tiekimą. Stiprios rūgštys ir jų druskos nėra naudingos kaip buferinės medžiagos, nes rūgštinei buferinei medžiagai reikia daug rūgšties, kad ji būtų nejonizuotoje formoje, o pH bet kuriuo atveju paprastai turi būti palaikomas beveik neutralus arba tik vidutiniškai rūgštinė arba šarminė vertė. Panašiai šarminis buferinis agentas paprastai apima silpno šarmo druską kartu su pačiu šarmu.
Paprastas rūgštinio buferinio tirpalo pavyzdys yra vandeninis acto rūgšties ir natrio acetato tirpalas. Acto rūgštis yra silpna rūgštis, todėl didžioji jos dalis nebus jonizuota. Pridėjus rūgšties, papildomi hidronio jonai reaguos su acetato jonais iš natrio acetato, sudarydami daugiau acto rūgšties, kuri dažniausiai liks nejonizuota ir todėl neturės didelės įtakos pH. Pridėjus šarmo, papildomi hidroksido (OH-) jonai reaguos su acto rūgštimi, sudarydami acetato jonus ir vandenį, o su mažesniu kiekiu hidronio jonų, kad susidarytų daugiau vandens, o tai vėlgi mažai paveiks pH.
Gyvi organizmai naudoja buferines medžiagas įvairiems vaidmenims. Pavyzdžiui, kraujo pH turi būti artimas 7.4 – šiek tiek šarminėje neutralaus pusėje. Atsižvelgiant į tai, kad iš suvalgyto maisto į kraują gali patekti daugybė įvairaus rūgštingumo ir šarmingumo cheminių medžiagų, norint užtikrinti, kad ši vertė išliktų, būtina naudoti buferinę medžiagą. Tai pasiekiama anglies rūgšties (H2CO3) ir vandenilio karbonato (HCO3-) jonų deriniu.
Buferinės medžiagos plačiai naudojamos pramonėje ir daugelyje įprastų produktų. Jie naudojami plovikliuose, maisto produktuose ir alaus daryme, siekiant užtikrinti, kad pH išliktų už fermentaciją atsakingų mielių reikalaujamo intervalo. Šampūnas geriausiai veikia, kai yra šiek tiek rūgštus, ir paprastai jame yra buferinės medžiagos, kad būtų išvengta rūgštingumo praradimo naudojimo metu. Buferiai taip pat plačiai naudojami biologijoje ir biochemijoje. „Good“ buferiai, kuriuos septintajame dešimtmetyje sukūrė „NE Good“, yra buferinių medžiagų grupė, kruopščiai sukurta taip, kad netrukdytų biologinėms reakcijoms.