자연에서 가장 잘 알려진 부분은 균형을 유지함으로써 기능합니다. 탄산염 완충 시스템은 본질적으로 가장 중요한 완충 시스템 중 하나이며 균형을 유지하는 데 도움이됩니다.
TL; DR (너무 깁니다. 읽지 않음)
다른 버퍼링 시스템과 마찬가지로 중탄산염 버퍼는 pH 변화에 저항하므로 혈액 및 해수와 같은 용액의 pH를 안정화하는 데 도움이됩니다. 해양 산성화와 운동이 신체에 미치는 영향은 둘 다 중탄산염 완충 작용이 실제로 어떻게 작용하는지 보여주는 예입니다.
탄산
이산화탄소 (CO2) 가스는 물에 용해되고 그 물과 반응하여 탄산을 형성 할 수 있습니다. 탄산은 수소 이온을 포기하여 중탄산염이 될 수 있으며, 이는 또 다른 수소 이온을 포기하여 탄산염이 될 수 있습니다. 이 모든 반응은 되돌릴 수 있습니다. 이것은 그들이 앞뒤로 작동한다는 것을 의미합니다. 예를 들어 탄산염은 수소 이온을 픽업하여 중탄산염이 될 수 있습니다.
탄산염 평형
용해 된 이산화탄소에서 탄산염으로 이어지는 일련의 반응은 빠르게 동적 평형, 이 반응의 순방향 및 역방향 과정이 발생하는 상태 동일한 비율. 산을 첨가하면 역반응 속도와 이산화탄소 생성 속도가 증가하여 더 많은 이산화탄소가 용액 밖으로 확산됩니다. 반면에 염기를 추가하면 순방향 반응 속도가 증가하여 더 많은 중탄산염과 탄산염이 형성됩니다. 이 시스템에 대한 압력은 평형을 회복하는 방향으로 보상 이동을 일으 킵니다. 완충 시스템은 용액에 첨가 된 산 또는 염기의 양에 비해 농도가 큰 한 계속 작동합니다.
인간과 탄산염 완충
인간과 다른 동물에서 탄산염 완충 시스템은 혈류에서 일정한 pH를 유지하는 데 도움이됩니다. 혈액의 pH는 이산화탄소와 중탄산염의 비율에 따라 다릅니다. 두 성분의 농도는 정상적인 활동이나 적당한 운동 중에 혈액에 첨가 된 산의 농도에 비해 매우 큽니다. 예를 들어 격렬한 운동을하는 동안 빠른 호흡은 혈중 이산화탄소 증가를 보상하는 데 도움이됩니다. 이 기능을 돕는 다른 메커니즘으로는 적혈구의 헤모글로빈 분자가 있으며, 이는 또한 혈액 pH를 완충하는 데 도움이됩니다.
바다의 탄산염 완충
바다에서 대기로부터 용해 된 이산화탄소는 탄산과 중탄산염의 해수 농도와 평형을 이룹니다. 그러나 인간 활동으로 인한 이산화탄소 배출 증가는 대기 중 이산화탄소 수준을 높여 용존 이산화탄소를 증가시킵니다. 용존 이산화탄소의 농도가 증가함에 따라 시스템이 새로운 평형에 도달 할 때까지 완충 시스템의 순방향 반응 속도가 증가합니다. 이것은 용존 이산화탄소가 증가하면 pH가 약간 감소한다는 것을 의미합니다. 해양의 완충 능력 (산이나 염기를 흡수하는 능력)은 매우 크지 만, 이러한 종류의 점진적인 변화는 해양의 많은 종류의 생명체에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 탄산 칼슘으로 껍질을 만드는 동물은 해수의 산-염기 평형이 크게 변화하여 껍질을 만드는 능력이 감소 할 수 있습니다.