自然の中で最も認識できる部分の多くは、ある種のバランスを維持することによって機能します。 炭酸塩緩衝システムは、自然界で最も重要な緩衝システムの1つであり、そのバランスを維持するのに役立ちます。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
他の緩衝システムと同様に、重炭酸塩緩衝液はpHの変化に抵抗するため、血液や海水などの溶液のpHを安定させるのに役立ちます。 海洋酸性化と運動が体に及ぼす影響はどちらも、重炭酸塩緩衝が実際にどのように機能するかの例です。
炭酸
二酸化炭素（CO2）ガスは水に溶解し、その水と反応して炭酸を形成する可能性があります。 次に、炭酸は水素イオンをあきらめて重炭酸塩になり、別の水素イオンをあきらめて炭酸塩になることができます。 これらの反応はすべて可逆的です。 これは、それらが順方向と逆方向の両方で機能することを意味します。 たとえば、炭酸塩は水素イオンを拾って重炭酸塩になる可能性があります。
炭酸塩平衡
溶存二酸化炭素から炭酸塩に至る一連の反応は、すぐに 動的平衡、この反応の順方向および逆方向のプロセスがで発生する状態 等しいレート。 酸を加えると、逆反応と二酸化炭素生成の速度が上がり、より多くの二酸化炭素が溶液から拡散します。 一方、塩基を追加すると、順方向反応の速度が上がり、より多くの重炭酸塩と炭酸塩が形成されます。 このシステムに圧力がかかると、平衡を回復する方向に補償シフトが発生します。 緩衝システムは、溶液に添加された酸または塩基の量と比較してその濃度が大きい限り、機能し続けます。
人間と炭酸塩の緩衝
人間や他の動物では、炭酸塩緩衝システムは血流の一定のpHを維持するのに役立ちます。 血液のpHは、二酸化炭素と重炭酸塩の比率に依存します。 両方の成分の濃度は、通常の活動または適度な運動中に血液に加えられる酸の濃度と比較して非常に高いです。 たとえば、激しい運動中は、急速な呼吸が血液中の二酸化炭素の増加を補うのに役立ちます。 この機能を支援する他のメカニズムには、赤血球内のヘモグロビン分子が含まれます。これは、血液のpHを緩衝するのにも役立ちます。
海洋における炭酸塩緩衝
海洋では、大気からの溶存二酸化炭素は、炭酸と重炭酸塩の海水濃度と平衡状態にあります。 しかし、人間の活動による二酸化炭素排出量の増加は、大気中の二酸化炭素レベルを上昇させ、溶存二酸化炭素の増加を引き起こしています。 溶存二酸化炭素の濃度が増加すると、システムが新しい平衡に達するまで、緩衝システムの順方向反応の速度が増加します。 これは、溶存二酸化炭素の増加がpHのわずかな低下を引き起こすことを意味します。 海洋の緩衝能力（酸や塩基を吸収する能力）は非常に大きいですが、この種の段階的な変化は、海洋の多くの種類の生命に深刻な影響を与える可能性があります。 たとえば、炭酸カルシウムから殻を作る動物は、海水の酸塩基平衡の大幅な変化によって殻を作る能力が低下することがあります。