Molte delle parti più riconoscibili della natura funzionano mantenendo una sorta di equilibrio. Il sistema di carbonato di carbonizzazione è uno dei più importanti sistemi di buffering in natura, che aiuta a mantenere tale equilibrio.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Come ogni sistema di buffering, un tampone bicarbonato resiste al cambiamento di pH, quindi aiuta a stabilizzare il pH di soluzioni come il sangue e l'acqua dell'oceano. L'acidificazione degli oceani e gli effetti dell'esercizio fisico sul corpo sono entrambi esempi di come funziona il buffering del bicarbonato nella pratica.

Acido carbonico

Quando il gas dell'anidride carbonica (CO _{2) si dissolve nell'acqua, può reagire con quell'acqua per formare acido carbonico. L'acido carbonico può quindi rilasciare uno ione idrogeno per diventare bicarbonato, che può cedere un altro ione idrogeno per diventare carbonato. Tutte queste reazioni sono reversibili. Ciò significa che lavorano sia in avanti che al contrario. Il carbonato, per esempio, può raccogliere uno ione idrogeno per diventare bicarbonato.}

Equilibrio carbonatico

La serie di reazioni che portano dal diossido di carbonio disciolto a quello carbonatico raggiunge rapidamente un equilibrio dinamico, uno stato in che i processi diretti e inversi di questa reazione avvengono a tassi uguali. L'aggiunta di acido aumenterà la velocità della reazione inversa e della formazione di biossido di carbonio, provocando una maggiore diffusione di anidride carbonica dalla soluzione. L'aggiunta di base, d'altra parte, aumenterà la velocità della reazione in avanti, provocando la formazione di più bicarbonato e carbonato. Qualsiasi pressione su questo sistema provoca uno spostamento compensativo in una direzione che ripristina l'equilibrio. Il sistema di buffering continua a funzionare fintanto che la sua concentrazione è grande rispetto alla quantità di acido o base aggiunta alla soluzione.

Buffering di umani e di carbonati

Negli umani e in altri animali, il sistema tampone carbonatico aiuta a mantenere un pH costante nel sangue. Il pH del sangue dipende dal rapporto tra anidride carbonica e bicarbonato. Le concentrazioni di entrambi i componenti sono molto grandi rispetto alle concentrazioni di acido aggiunto al sangue durante le normali attività o un esercizio moderato. Durante l'esercizio fisico intenso, ad esempio, la respirazione rapida aiuta a compensare l'aumento di anidride carbonica nel sangue. Altri meccanismi che aiutano in questa funzione includono la molecola di emoglobina nei globuli rossi, che aiuta anche a tamponare il pH del sangue.

Buffering di carbonato nell'oceano

Nell'oceano, diossido di carbonio disciolto da l'atmosfera è in equilibrio con le concentrazioni di acqua di mare di acido carbonico e bicarbonato. Tuttavia, l'aumento delle emissioni di biossido di carbonio dall'attività umana ha aumentato i livelli di biossido di carbonio nell'atmosfera, provocando un aumento del diossido di carbonio disciolto. All'aumentare della concentrazione di anidride carbonica disciolta, la velocità della reazione diretta del sistema tampone aumenta finché il sistema non raggiunge un nuovo equilibrio. Ciò significa che un aumento del diossido di carbonio disciolto provoca una leggera diminuzione del pH. La capacità tampone dell'oceano - la sua capacità di assorbire acido o base - è molto grande, ma cambiamenti graduali di questo tipo possono avere gravi conseguenze per molti tipi di vita nell'oceano. Gli animali che trasformano i loro gusci dal carbonato di calcio, per esempio, potrebbero trovare le loro capacità di produrre conchiglie ridotte da cambiamenti significativi nell'equilibrio acido-base delle acque oceaniche.