Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Acid carbonic
- Echilibrul carbonatului
- Oameni și tamponare cu carbonat
- Amestec de carbonat în Ocean
Multe dintre cele mai recunoscute părți ale naturii funcționează prin menținerea unui fel de echilibru. Sistemul de tamponare cu carbonat este unul dintre cele mai importante sisteme de tamponare din natură, care ajută la menținerea acestui echilibru.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Ca orice sistem de tamponare, un tampon bicarbonat rezistă la modificarea pH-ului, astfel încât ajută la stabilizarea pH-ului soluțiilor precum sângele și apa oceanică. Acidificarea oceanului și efectele exercițiului fizic asupra organismului sunt ambele exemple ale modului în care funcționează în practică tamponarea bicarbonatului.
Acid carbonic
Când dioxidul de carbon (CO2) gazul se dizolvă în apă, poate reacționa cu acea apă formând acid carbonic. Acidul carbonic poate renunța apoi la un ion de hidrogen pentru a deveni bicarbonat, ceea ce poate renunța la un alt ion de hidrogen pentru a deveni carbonat. Toate aceste reacții sunt reversibile. Acest lucru înseamnă că lucrează atât înainte, cât și invers. Carbonatul, de exemplu, poate prelua un ion de hidrogen pentru a deveni bicarbonat.
Echilibrul carbonatului
Seria de reacții care duce de la dioxidul de carbon dizolvat la carbonat ajunge rapid la un echilibru dinamic, stare în care procesele înainte și invers ale acestei reacții se petrec la viteze egale. Adăugarea de acid va crește rata de reacție inversă și formarea dioxidului de carbon, determinând difuzarea mai multor dioxid de carbon din soluție. Adăugarea bazei, pe de altă parte, va crește rata reacției înainte, determinând formarea mai multor bicarbonat și carbonat. Orice presiune asupra acestui sistem determină o schimbare compensatorie într-o direcție care restabilește echilibrul. Sistemul de tamponare continuă să funcționeze atâta timp cât concentrația sa este mare în comparație cu cantitatea de acid sau bază adăugată la soluție.
Oameni și tamponare cu carbonat
La om și alte animale, sistemul de tamponare a carbonatului ajută la menținerea unui pH constant în fluxul sanguin. PH-ul sângelui depinde de raportul dintre dioxidul de carbon și bicarbonat. Concentrațiile ambelor componente sunt foarte mari în comparație cu concentrațiile de acid adăugate în sânge în timpul activităților normale sau al exercițiului moderat. În timpul unui exercițiu intens, de exemplu, respirația rapidă ajută la compensarea creșterii dioxidului de carbon din sângele tău. Alte mecanisme care ajută la această funcție includ molecula de hemoglobină din globulele roșii, care ajută la tamponarea pH-ului sanguin.
Amestec de carbonat în Ocean
În ocean, dioxidul de carbon dizolvat din atmosferă se află în echilibru cu concentrațiile de apă de mare din acid carbonic și bicarbonat. Cu toate acestea, emisiile crescute de dioxid de carbon din activitatea umană au crescut nivelurile de dioxid de carbon atmosferice, determinând o creștere a dioxidului de carbon dizolvat. Pe măsură ce concentrația de dioxid de carbon dizolvat crește, rata reacției înainte a sistemului de tamponare crește până când sistemul atinge un nou echilibru. Aceasta înseamnă că o creștere a dioxidului de carbon dizolvat provoacă o ușoară scădere a pH-ului. Capacitatea de tamponare a oceanelor - capacitatea sa de a absorbi acidul sau baza - este foarte mare, însă schimbările treptate de acest gen pot avea ramificații grave pentru multe tipuri de viață în ocean. Animalele care își fac coajele din carbonat de calciu, de exemplu, ar putea să-și găsească capacitățile de fabricare a cochiliei reduse prin schimbări semnificative în echilibrul acido-bazic al apei oceanice.