Hva er Carbonate Buffering?

Bikarbonat eller karbonat, buffersystem er en av de viktigste buffersystemer i naturen. Som ethvert buffersystem, et bikarbonat-buffer motstår endring i pH-verdien, slik at det bidrar til å stabilisere pH i løsninger som blod og havvann. Havforsuring og effekter av trening på kroppen er begge eksempler på hvordan bikarbonat bufring fungerer i praksis.

karbonsyre

Når karbondioksidgass er oppløst i vann, kan det reagere med vann for dannelse av karbonsyre. Kullsyre kan i sin tur gi opp en hydrogen-ion blir bikarbonat, noe som kan gi opp en annen hydrogen-ion blir karbonat. Alle disse reaksjoner er reversible. Dette betyr at de fungerer både forover og bakover. Karbonat, for eksempel, kan plukke opp en hydrogen-ion blir bikarbonat.

Equilibrium

Den serie av reaksjoner som fører fra oppløste karbondioksyd til karbonat raskt når en dynamisk likevekt, en tilstand i hvilken forover- og retur prosesser av denne reaksjonen skje med lik hastighet. Tilsetning av syre vil øke frekvensen av den reverse reaksjonen og karbondioksyd dannelse, forårsaker mer karbondioksid til å diffundere ut av oppløsningen. Tilsette basen, på den annen side, vil øke hastigheten av foroverreaksjonen, forårsaker mer bikarbonat og karbonat til å danne. En påvirkning av dette systemet, med andre ord, bevirker en kompenserende forskyvning i en retning som gjenoppretter likevekt. Den buffersystem fortsetter å fungere så lenge som konsentrasjonen er stort i forhold til mengden av syre eller base tilsatt til løsningen.

Mennesker

I mennesker og andre dyr, hjelper karbonat buffersystem opprettholde en konstant pH i blodet. PH i blod avhenger av forholdet mellom karbondioksyd og bikarbonat. Konsentrasjonene av begge komponenter er meget stor i forhold til konsentrasjonen av syre tilsatt til blodet i løpet av normale aktiviteter eller moderat mosjon. Under hard trening, for eksempel, bidrar til hurtig pust for å kompensere for den økte hastigheten som CO2 tilsettes til blodet. Andre mekanismer er involvert. Den hemoglobin molekylet i røde blodceller, noe som også bidrar til å bufre pH i blodet, er en slik mekanisme.

Hav

I havet, oppløst CO2 fra atmosfæren er i likevekt med sjøvann konsentrasjoner av karbonsyre og bikarbonat. Ifølge NASA imidlertid økt CO2-utslipp gjennom menneskelig aktivitet har økt atmosfærens CO2-innhold, forårsaker en økning i oppløst CO2. Ettersom konsentrasjonen av oppløste CO2 øker, øker frekvensen av foroverreaksjonen av det buffersystem til systemet når en ny likevekt. Dette betyr at en økning av oppløst CO2 fører til en liten reduksjon i pH. Havets bufferkapasitet - dens evne til å suge opp syre eller base - er veldig stort, men gradvise endringer av denne typen kan ha alvorlige konsekvenser for mange typer av livet i havet. Dyr som gjør sitt skall fra kalsiumkarbonat, for eksempel, kan finne sin shell staking evner redusert med vesentlige endringer i syre-base likevekten i havvann.