Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Karbonska kiselina
- Karbonatna ravnoteža
- Pušenje ljudi i karbonata
- Puštanje karbonata u ocean
Mnogi najprepoznatljiviji dijelovi prirode funkcioniraju održavanjem nekakve ravnoteže. Sustav puferiranja karbonata jedan je od najvažnijih puferskih sustava u prirodi, koji pomaže u održavanju te ravnoteže.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Kao i svaki puferski sustav, bikarbonatni pufer odolijeva promjeni pH vrijednosti, pa pomaže stabilizirati pH otopina poput krvi i oceanske vode. Zakiseljavanje oceana i učinci vježbanja na tijelo oba su primjera djelovanja bikarbonatnih pufera u praksi.
Karbonska kiselina
Kada ugljični dioksid (CO2) plin se rastvara u vodi, može reagirati s tom vodom i tvori ugljičnu kiselinu. Ugljična kiselina tada se može odreći vodikovog iona da postane bikarbonat, koji se može odreći drugog vodikovog iona da postane karbonat. Sve su te reakcije reverzibilne. To znači da djeluju i naprijed i natrag. Karbonat, na primjer, može pokupiti vodikov ion i postati bikarbonat.
Karbonatna ravnoteža
Niz reakcija koje vode od otopljenog ugljičnog dioksida do karbonata brzo postiže dinamičku ravnotežu, stanje u kojem se napredni i obrnuti procesi te reakcije odvijaju jednakom brzinom. Dodavanje kiseline povećava brzinu reverzne reakcije i stvaranja ugljičnog dioksida, uzrokujući difuziju više ugljičnog dioksida iz otopine. Dodavanje baze, s druge strane, povećat će brzinu reakcije prema naprijed, uzrokujući stvaranje više bikarbonata i karbonata. Svaki pritisak na ovaj sustav uzrokuje kompenzacijski pomak u smjeru koji vraća ravnotežu. Puferski sustav nastavlja raditi sve dok je njegova koncentracija velika u odnosu na količinu kiseline ili baze dodane otopini.
Pušenje ljudi i karbonata
U ljudi i drugih životinja, karbonatni puferski sustav pomaže u održavanju konstantnog pH u krvotoku. PH krvi ovisi o omjeru ugljičnog dioksida i sode bikarbone. Koncentracije obje komponente su vrlo velike u usporedbi s koncentracijama kiseline dodane u krvi tijekom normalnih aktivnosti ili umjerenog vježbanja. Na primjer, tijekom napornih vježbi, brzo disanje pomaže nadoknaditi porast ugljičnog dioksida u krvi. Ostali mehanizmi koji pomažu u ovoj funkciji uključuju molekulu hemoglobina u vašim crvenim krvnim stanicama, što također pomaže u povećanju pH krvi.
Puštanje karbonata u ocean
U oceanu je otopljeni ugljični dioksid iz atmosfere u ravnoteži s koncentracijama ugljične kiseline i bikarbonata u morskoj vodi. Međutim, povećana emisija ugljičnog dioksida iz ljudske aktivnosti povećala je atmosfersku razinu ugljičnog dioksida, uzrokujući porast otopljenog ugljičnog dioksida. Kako se koncentracija otopljenog ugljičnog dioksida povećava, brzina napredne reakcije puferskog sustava raste dok sustav ne postigne novu ravnotežu. To znači da povećanje otopljenog ugljičnog dioksida uzrokuje blagi pad pH. Kapacitet punjenja oceana - njegova sposobnost da upija kiselinu ili bazu - vrlo je velik, ali postupne promjene ove vrste mogu imati ozbiljne posljedice za mnoge vrste života u oceanu. Na primjer, životinjama koje grade školjke od kalcijevog karbonata mogu se smatrati da su njihove sposobnosti izrade školjka smanjene značajnim promjenama u kiselo-ravnotežnoj ravnoteži oceanske vode.