Muchas de las partes más reconocibles de la naturaleza funcionan manteniendo algún tipo de equilibrio. El sistema de buffering de carbonato es uno de los sistemas de buffering más importantes en la naturaleza, que ayuda a mantener ese equilibrio.

TL; DR (Demasiado largo; No lo leyó)

Como cualquier sistema de almacenamiento en búfer, un búfer de bicarbonato resiste el cambio en el pH, por lo que ayuda a estabilizar el pH de soluciones como la sangre y el agua del océano. La acidificación del océano y los efectos del ejercicio en el cuerpo son ejemplos de cómo funciona el tamponado de bicarbonato en la práctica.

Ácido carbónico

Cuando el gas de dióxido de carbono (CO _{2) se disuelve en agua, puede reaccionar con esa agua para formar ácido carbónico. El ácido carbónico puede ceder un ion de hidrógeno para convertirse en bicarbonato, que puede ceder otro ion de hidrógeno para convertirse en carbonato. Todas estas reacciones son reversibles. Esto significa que funcionan tanto hacia adelante como a la inversa. El carbonato, por ejemplo, puede captar un ion de hidrógeno para convertirse en bicarbonato.}

Equilibrio de carbonatos

La serie de reacciones que conduce del dióxido de carbono disuelto al carbonato alcanza rápidamente un equilibrio dinámico, un estado en que los procesos directo e inverso de esta reacción suceden a tasas iguales. Agregar ácido aumentará la velocidad de la reacción inversa y de la formación de dióxido de carbono, lo que hará que se difunda más dióxido de carbono de la solución. Agregar base, por otro lado, aumentará la velocidad de la reacción directa, causando que se forme más bicarbonato y carbonato. Cualquier presión en este sistema causa un cambio de compensación en una dirección que restaura el equilibrio. El sistema de almacenamiento intermedio continúa funcionando mientras su concentración sea grande en comparación con la cantidad de ácido o base añadida a la solución.

Humanes y tamponado de carbonato

En humanos y otros animales, la El sistema de buffer de carbonato ayuda a mantener un pH constante en el torrente sanguíneo. El pH de la sangre depende de la proporción de dióxido de carbono a bicarbonato. Las concentraciones de ambos componentes son muy grandes en comparación con las concentraciones de ácido agregado a la sangre durante actividades normales o ejercicio moderado. Durante el ejercicio extenuante, por ejemplo, la respiración rápida ayuda a compensar el aumento de dióxido de carbono en la sangre. Otros mecanismos que ayudan en esta función incluyen la molécula de hemoglobina en sus glóbulos rojos, que también ayuda a amortiguar el pH de la sangre.

Buffer de carbonato en el océano

En el océano, dióxido de carbono disuelto de la atmósfera está en equilibrio con las concentraciones de agua de mar de ácido carbónico y bicarbonato. Sin embargo, el aumento de las emisiones de dióxido de carbono de la actividad humana ha elevado los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, causando un aumento en el dióxido de carbono disuelto. A medida que aumenta la concentración de dióxido de carbono disuelto, la velocidad de la reacción directa del sistema de almacenamiento en buffer aumenta hasta que el sistema alcanza un nuevo equilibrio. Esto significa que un aumento en el dióxido de carbono disuelto causa una ligera disminución en el pH. La capacidad de amortiguación del océano -su capacidad para absorber ácido o base- es muy grande, pero los cambios graduales de este tipo pueden tener graves ramificaciones para muchos tipos de vida en el océano. Los animales que fabrican sus caparazones a partir de carbonato de calcio, por ejemplo, pueden encontrar reducidas sus capacidades de fabricación de conchas mediante cambios significativos en el equilibrio ácido-base del agua oceánica.