Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Acido carbonico
- Equilibrio carbonatico
- Umani e carbonato buffer
- Carbonato Buffering nell'Oceano
Molte delle parti più riconoscibili della natura funzionano mantenendo una sorta di equilibrio. Il sistema di buffering del carbonato è uno dei più importanti sistemi di buffering in natura, che aiuta a mantenere tale equilibrio.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Come qualsiasi sistema tampone, un tampone bicarbonato resiste alle variazioni di pH, quindi aiuta a stabilizzare il pH di soluzioni come sangue e acqua dell'oceano. L'acidificazione degli oceani e gli effetti dell'esercizio fisico sul corpo sono entrambi esempi di come funziona il buffering del bicarbonato nella pratica.
Acido carbonico
Quando l'anidride carbonica (CO2) il gas si dissolve in acqua, può reagire con quell'acqua per formare acido carbonico. L'acido carbonico può quindi rinunciare a uno ione idrogeno per diventare bicarbonato, che può rinunciare a un altro ione idrogeno per diventare carbonato. Tutte queste reazioni sono reversibili. Ciò significa che funzionano sia in avanti che al contrario. Il carbonato, ad esempio, può raccogliere uno ione idrogeno per diventare bicarbonato.
Equilibrio carbonatico
La serie di reazioni che conduce dal biossido di carbonio disciolto al carbonato raggiunge rapidamente un equilibrio dinamico, uno stato in cui i processi avanti e indietro di questa reazione avvengono a parità di velocità. L'aggiunta di acido aumenterà la velocità della reazione inversa e della formazione di anidride carbonica, causando la diffusione di più anidride carbonica dalla soluzione. L'aggiunta di base, d'altra parte, aumenterà la velocità della reazione diretta, causando la formazione di più bicarbonato e carbonato. Qualsiasi pressione su questo sistema provoca uno spostamento compensativo in una direzione che ripristina l'equilibrio. Il sistema di buffering continua a funzionare fintanto che la sua concentrazione è elevata rispetto alla quantità di acido o base aggiunta alla soluzione.
Umani e carbonato buffer
Nell'uomo e in altri animali, il sistema di buffering del carbonato aiuta a mantenere un pH costante nel flusso sanguigno. Il pH del sangue dipende dal rapporto tra anidride carbonica e bicarbonato. Le concentrazioni di entrambi i componenti sono molto elevate rispetto alle concentrazioni di acido aggiunto al sangue durante le normali attività o un moderato esercizio fisico. Durante un intenso esercizio fisico, ad esempio, la respirazione rapida aiuta a compensare l'aumento di anidride carbonica nel sangue. Altri meccanismi che aiutano in questa funzione includono la molecola di emoglobina nei globuli rossi, che aiuta anche a tamponare il pH del sangue.
Carbonato Buffering nell'Oceano
Nell'oceano, l'anidride carbonica disciolta dall'atmosfera è in equilibrio con le concentrazioni di acqua marina di acido carbonico e bicarbonato. Tuttavia, l'aumento delle emissioni di anidride carbonica dall'attività umana ha aumentato i livelli di biossido di carbonio nell'atmosfera, causando un aumento del biossido di carbonio disciolto. All'aumentare della concentrazione di anidride carbonica disciolta, aumenta la velocità della reazione diretta del sistema di buffering fino a quando il sistema non raggiunge un nuovo equilibrio. Ciò significa che un aumento del biossido di carbonio disciolto provoca una leggera diminuzione del pH. La capacità tampone degli oceani - la sua capacità di assorbire acido o base - è molto grande, ma i cambiamenti graduali di questo tipo possono avere gravi conseguenze per molti tipi di vita nell'oceano. Gli animali che producono i loro gusci dal carbonato di calcio, per esempio, potrebbero trovare ridotte le loro capacità di produrre gusci da cambiamenti significativi nell'equilibrio acido-base delle acque oceaniche.