Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Kullsyre
- Karbonat likevekt
- Mennesker og karbonatbufring
- Karbonatbufring i havet
Mange av de mest gjenkjennelige delene av naturen fungerer ved å opprettholde en slags balanse. Karbonatbuffersystemet er et av de viktigste buffersystemene i naturen, noe som bidrar til å opprettholde den balansen.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Som ethvert buffersystem motstår en bikarbonatbuffer endring i pH, slik at den hjelper til med å stabilisere pH i oppløsninger som blod og havvann. Havforsuring og effekten av trening på kroppen er begge eksempler på hvordan bikarbonatbuffer fungerer i praksis.
Kullsyre
Når karbondioksid (CO2) gass løses opp i vann, den kan reagere med det vannet for å danne kullsyre. Kullsyre kan da gi fra seg et hydrogenion for å bli bikarbonat, noe som kan gi opp et annet hydrogenion for å bli karbonat. Alle disse reaksjonene er reversible. Dette betyr at de jobber både fremover og i revers. Karbonat, for eksempel, kan plukke opp et hydrogenion for å bli bikarbonat.
Karbonat likevekt
Serien med reaksjoner som fører fra oppløst karbondioksid til karbonat, når raskt en dynamisk likevekt, en tilstand der frem-og bakover-prosessene for denne reaksjonen skjer med samme hastigheter. Tilsetning av syre vil øke hastigheten på reversreaksjonen og dannelse av karbondioksid, og føre til at mer karbondioksid diffunderer ut av løsningen. Å tilsette base derimot vil øke frekvensen av fremre reaksjon og føre til at det dannes mer bikarbonat og karbonat. Ethvert trykk på dette systemet forårsaker et kompenserende skifte i en retning som gjenoppretter likevekten. Buffersystemet fortsetter å fungere så lenge konsentrasjonen er stor sammenlignet med mengden syre eller base tilsatt til løsningen.
Mennesker og karbonatbufring
Hos mennesker og andre dyr hjelper karbonatbuffersystemet med å opprettholde en konstant pH i blodomløpet. PH i blod avhenger av forholdet mellom karbondioksid og bikarbonat. Konsentrasjonene av begge komponentene er veldig store sammenlignet med konsentrasjonen av syre som er tilsatt blodet under normale aktiviteter eller moderat trening. Under anstrengende trening, for eksempel, hjelper rask pust til å kompensere for økningen i karbondioksid i blodet ditt. Andre mekanismer som hjelper til med denne funksjonen inkluderer hemoglobinmolekylet i de røde blodlegemene, som også hjelper med å buffe blodets pH.
Karbonatbufring i havet
I havet er oppløst karbondioksid fra atmosfæren i likevekt med sjøvannskonsentrasjoner av karbonsyre og bikarbonat. Imidlertid har økte utslipp av karbondioksid fra menneskelig aktivitet økt karbondioksydnivået i atmosfæren, noe som forårsaker en økning i oppløst karbondioksid. Når konsentrasjonen av oppløst karbondioksid øker, øker frekvensen av den fremre reaksjonen til buffersystemet til systemet når en ny likevekt. Dette betyr at en økning i oppløst karbondioksid forårsaker en liten reduksjon i pH. Havenes bufferkapasitet - dens evne til å suge opp syre eller base - er veldig stor, men gradvise endringer av denne typen kan ha alvorlige konsekvenser for mange slags liv i havet. Dyr som lager skjellene sine fra kalsiumkarbonat, for eksempel, kan finne deres skallproduksjonsevne redusert av betydelige endringer i sur base-likevekten av havvann.