प्रकृति के सबसे पहचानने योग्य भागों में से कई किसी प्रकार का संतुलन बनाए रखते हैं। कार्बोनेट बफरिंग सिस्टम प्रकृति में सबसे महत्वपूर्ण बफरिंग सिस्टम में से एक है, जो उस संतुलन को बनाए रखने में मदद करता है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
किसी भी बफरिंग सिस्टम की तरह, एक बाइकार्बोनेट बफर पीएच में परिवर्तन का प्रतिरोध करता है, इसलिए यह रक्त और समुद्र के पानी जैसे समाधानों के पीएच को स्थिर करने में मदद करता है। महासागरीय अम्लीकरण और शरीर पर व्यायाम के प्रभाव दोनों उदाहरण हैं कि व्यवहार में बाइकार्बोनेट बफरिंग कैसे काम करता है।
कार्बोनिक एसिड
जब कार्बन डाइऑक्साइड (CO .)2) गैस पानी में घुल जाती है, यह उस पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड बना सकती है। कार्बोनिक एसिड तब बाइकार्बोनेट बनने के लिए एक हाइड्रोजन आयन छोड़ सकता है, जो कार्बोनेट बनने के लिए एक और हाइड्रोजन आयन छोड़ सकता है। ये सभी प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं। इसका मतलब है कि वे आगे और पीछे दोनों तरह से काम करते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बोनेट बाइकार्बोनेट बनने के लिए हाइड्रोजन आयन उठा सकता है।
कार्बोनेट संतुलन
प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला जो भंग कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बोनेट की ओर ले जाती है, जल्दी से a. तक पहुंच जाती है गतिशील संतुलन, एक ऐसी स्थिति जिसमें इस प्रतिक्रिया की आगे और पीछे की प्रक्रियाएं होती हैं समान दर। एसिड जोड़ने से रिवर्स रिएक्शन और कार्बन डाइऑक्साइड के गठन की दर में वृद्धि होगी, जिससे अधिक कार्बन डाइऑक्साइड समाधान से बाहर फैल जाएगा। दूसरी ओर, आधार जोड़ने से, आगे की प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाएगी, जिससे अधिक बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट बन जाएगा। इस प्रणाली पर कोई भी दबाव संतुलन को बहाल करने वाली दिशा में एक क्षतिपूर्ति बदलाव का कारण बनता है। बफरिंग सिस्टम तब तक काम करना जारी रखता है जब तक कि घोल में मिलाए गए एसिड या बेस की मात्रा की तुलना में इसकी सांद्रता बड़ी हो।
मनुष्य और कार्बोनेट बफरिंग
मनुष्यों और अन्य जानवरों में, कार्बोनेट बफरिंग सिस्टम रक्त प्रवाह में निरंतर पीएच बनाए रखने में मदद करता है। रक्त का पीएच कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट के अनुपात पर निर्भर करता है। सामान्य गतिविधियों या मध्यम व्यायाम के दौरान रक्त में जोड़े गए एसिड की सांद्रता की तुलना में दोनों घटकों की सांद्रता बहुत अधिक होती है। उदाहरण के लिए, ज़ोरदार व्यायाम के दौरान, तेज़ साँस लेने से आपके रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की वृद्धि की भरपाई करने में मदद मिलती है। इस कार्य में सहायता करने वाले अन्य तंत्रों में आपकी लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन अणु शामिल है, जो रक्त पीएच को बफर करने में भी मदद करता है।
महासागर में कार्बोनेट बफरिंग
समुद्र में, वायुमंडल से घुलित कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोनिक एसिड और बाइकार्बोनेट के समुद्री जल सांद्रता के साथ संतुलन में है। हालांकि, मानव गतिविधि से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में वृद्धि ने वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को बढ़ा दिया है, जिससे घुलित कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि हुई है। जैसे-जैसे विघटित कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ती है, बफरिंग सिस्टम की आगे की प्रतिक्रिया की दर तब तक बढ़ जाती है जब तक कि सिस्टम एक नए संतुलन तक नहीं पहुंच जाता। इसका मतलब है कि घुलित कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि से पीएच में थोड़ी कमी आती है। महासागर की बफरिंग क्षमता - अम्ल या क्षार को सोखने की इसकी क्षमता - बहुत बड़ी है, लेकिन इस तरह के क्रमिक परिवर्तनों से समुद्र में कई प्रकार के जीवन पर गंभीर प्रभाव पड़ सकते हैं। उदाहरण के लिए, कैल्शियम कार्बोनेट से अपने गोले बनाने वाले जानवर, समुद्र के पानी के एसिड-बेस संतुलन में महत्वपूर्ण परिवर्तनों से अपनी शेल बनाने की क्षमता को कम कर सकते हैं।