Plusieurs des parties les plus reconnaissables de la nature fonctionnent en maintenant une sorte d'équilibre. Le système tampon de carbonate est l'un des systèmes tampons les plus importants dans la nature, qui aide à maintenir cet équilibre.

TL, DR (Trop long, pas lu)

Comme tout système tampon, un tampon de bicarbonate résiste au changement de pH, de sorte qu'il aide à stabiliser le pH de solutions comme le sang et l'eau des océans. L'acidification des océans et les effets de l'exercice sur le corps sont deux exemples de la façon dont tampon bicarbonate fonctionne dans la pratique.

Acide carbonique

Lorsque le dioxyde de carbone (CO _{2) le gaz se dissout dans l'eau, il peut réagir avec cette eau pour former de l'acide carbonique. L'acide carbonique peut alors abandonner un ion hydrogène pour devenir du bicarbonate, qui peut donner un autre ion hydrogène pour devenir carbonate. Toutes ces réactions sont réversibles. Cela signifie qu'ils travaillent à la fois en avant et en arrière. Carbonate, par exemple, peut capter un ion hydrogène pour devenir bicarbonate.}

Carbonate Equilibrium

La série de réactions qui mène de dissolution du dioxyde de carbone en carbonate atteint rapidement un équilibre dynamique, un état dans que les processus avant et inverse de cette réaction se produisent à des taux égaux. L'ajout d'acide augmentera la vitesse de la réaction inverse et de la formation de dioxyde de carbone, provoquant la diffusion de plus de dioxyde de carbone hors de la solution. D'autre part, l'ajout de base augmentera la vitesse de la réaction directe, entraînant la formation de plus de bicarbonate et de carbonate. Toute pression sur ce système provoque un décalage compensateur dans une direction qui rétablit l'équilibre. Le système tampon continue de fonctionner tant que sa concentration est importante par rapport à la quantité d'acide ou de base ajoutée à la solution.

Humains et tampon de carbonate

Chez les humains et les autres animaux, le Le système de tampon carbonate aide à maintenir un pH constant dans la circulation sanguine. Le pH du sang dépend du rapport du dioxyde de carbone au bicarbonate. Les concentrations des deux composants sont très importantes par rapport aux concentrations d'acide ajoutées au sang lors d'activités normales ou d'exercices modérés. Pendant un exercice intense, par exemple, une respiration rapide aide à compenser l'augmentation du dioxyde de carbone dans le sang. D'autres mécanismes qui aident à cette fonction comprennent la molécule d'hémoglobine dans les globules rouges, ce qui contribue également à un tampon à pH sanguin.

Carbonate Buffering dans l'océan

Dans l'océan, le dioxyde de carbone dissous de l'atmosphère est en équilibre avec les concentrations d'acide carbonique et de bicarbonate dans l'eau de mer. Cependant, les émissions accrues de dioxyde de carbone provenant de l'activité humaine ont augmenté les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique, entraînant une augmentation du dioxyde de carbone dissous. Lorsque la concentration de dioxyde de carbone dissous augmente, le taux de réaction directe du système tampon augmente jusqu'à ce que le système atteigne un nouvel équilibre. Cela signifie qu'une augmentation du dioxyde de carbone dissous entraîne une légère diminution du pH. La capacité tampon de l'océan - sa capacité à absorber de l'acide ou de la base - est très grande, mais des changements progressifs de ce type peuvent avoir de sérieuses répercussions sur de nombreux types de vie dans l'océan. Les animaux qui fabriquent leurs coquilles à partir de carbonate de calcium, par exemple, pourraient voir leur capacité de production de coquillages réduite par des changements significatifs dans l'équilibre acido-basique de l'eau de l'océan.