Prinsip kerja larutan penyangga yaitu jika ke dalam sistem larutan penyangga ditambahkan larutan asam kuat (HCl), maka ion H+ dari HCl akan dinetralisasi oleh komponen basa konjugasi yaitu F− sehingga harga pH dapat dipertahankan. Sedangkan jika ke dalam sistem larutan penyangga tersebut ditambahkan larutan basa kuat (NaOH), maka ion OH− dari NaOH akan dinetralisasi oleh komponen asam lemah yaitu HF sehingga harga pH dapat dipertahankan.
Larutan penyangga merupakan larutan yang jika ditambahkan sedikit asam / basa, maka harga pH nya tidak berubah. Campuran antara larutan HF dan F− merupakan larutan penyangga asam karena terdiri dari asam lemah (HF) dan basa konjugasinya (F−). Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan kimia:
HF(aq) ⇌ H+(aq) + F−(aq)
Jika ke dalam larutan penyangga tersebut ditambahkan larutan HCl yang merupakan asam kuat, maka ion H+ dari HCl akan menambah konsentrasi ion H+ pada larutan dan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri. Asam yang ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen basa konjugasi yaitu F−.
F−(aq) + H+(aq) ⇌ HF(aq)
Dengan demikian, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion H+, sehingga pH dapat dipertahankan.
Jika ke dalam larutan penyangga tersebut ditambahkan larutan NaOH yang merupakan basa kuat, maka ion OH− dari NaOH akan dinetralisasi oleh komponen asam lemah yaitu HF dan membentuk ion F− dan air.
HF(aq) + OH−(aq) ⇌ F−(aq) + H2O(l)
Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion H+, sehingga pH dapat dipertahankan.