Muitas das partes mais reconhecíveis da natureza funcionam mantendo algum tipo de equilíbrio. O sistema de buffer de carbonato é um dos sistemas de buffer mais importantes da natureza, o que ajuda a manter esse equilíbrio.
TL; DR (muito tempo; não leu)
Como qualquer sistema de buffer, um tampão de bicarbonato resiste à mudança de pH e ajuda a estabilizar o pH de soluções como sangue e água do oceano. A acidificação do oceano e os efeitos do exercício no corpo são exemplos de como o tampão de bicarbonato funciona na prática.
Ácido carbônico
Quando o gás dióxido de carbono (CO 2) se dissolve na água, ele pode reagir. com essa água para formar ácido carbônico. O ácido carbônico pode então liberar um íon hidrogênio para se tornar bicarbonato, o que pode liberar outro íon hidrogênio para se tornar carbonato. Todas essas reações são reversíveis. Isso significa que eles trabalham para frente e para trás. O carbonato, por exemplo, pode captar um íon hidrogênio para se transformar em bicarbonato.
Equilíbrio de carbonato
A série de reações que leva do dióxido de carbono dissolvido ao carbonato rapidamente atinge um equilíbrio dinâmico, um estado no qual a frente e processos reversos dessa reação acontecem em taxas iguais. A adição de ácido aumentará a taxa de reação reversa e a formação de dióxido de carbono, causando a difusão de mais dióxido de carbono da solução. A adição de base, por outro lado, aumentará a taxa da reação direta, causando a formação de mais bicarbonato e carbonato. Qualquer pressão nesse sistema causa uma mudança compensadora em uma direção que restaura o equilíbrio. O sistema de tamponamento continua a funcionar desde que sua concentração seja grande em comparação com a quantidade de ácido ou base adicionada à solução.
Humanos e Tampão de Carbonato
Em humanos e outros animais, o sistema de tamponamento de carbonato ajuda a manter um pH constante na corrente sanguínea. O pH do sangue depende da proporção de dióxido de carbono e bicarbonato. As concentrações de ambos os componentes são muito grandes em comparação com as concentrações de ácido adicionado ao sangue durante atividades normais ou exercícios moderados. Durante exercícios extenuantes, por exemplo, a respiração rápida ajuda a compensar o aumento do dióxido de carbono no sangue. Outros mecanismos que auxiliam nessa função incluem a molécula de hemoglobina nos glóbulos vermelhos, o que também ajuda a tamponar o pH do sangue.
Tampão de Carbonato no Oceano
No oceano, o dióxido de carbono dissolvido da atmosfera é em equilíbrio com as concentrações da água do mar de ácido carbônico e bicarbonato. No entanto, o aumento das emissões de dióxido de carbono da atividade humana elevou os níveis atmosféricos de dióxido de carbono, causando um aumento no dióxido de carbono dissolvido. À medida que a concentração de dióxido de carbono dissolvido aumenta, a taxa de reação direta do sistema de tamponamento aumenta até que o sistema atinja um novo equilíbrio. Isso significa que um aumento no dióxido de carbono dissolvido causa uma ligeira diminuição no pH. A capacidade de proteção do oceano - sua capacidade de absorver ácido ou base - é muito grande, mas mudanças graduais desse tipo podem ter sérias ramificações para muitos tipos de vida no oceano. Os animais que produzem conchas a partir de carbonato de cálcio, por exemplo, podem ter suas capacidades de produção de conchas reduzidas por mudanças significativas no equilíbrio ácido-base da água do oceano.
