Många av de mest igenkännbara delarna av naturen fungerar genom att upprätthålla en sorts balans. Karbonatbuffertsystemet är ett av de viktigaste buffertsystemen i naturen, vilket hjälper till att upprätthålla balansen.

TL; DR (för länge, läste inte)

Liksom alla buffersystem, en bikarbonatbuffert motstår förändring i pH, så det hjälper till att stabilisera pH-värdet på lösningar som blod och havsvatten. Ocean försurning och effekterna av motion på kroppen är båda exempel på hur bikarbonatbuffert fungerar i praktiken.

Karboxylsyra

När koldioxid (CO _{2) löses upp i vatten, det kan reagera med det vattnet för att bilda kolsyra. Kolsyra kan sedan ge upp en vätejon för att bli bikarbonat, vilket kan ge upp en annan vätejon för att bli karbonat. Alla dessa reaktioner är reversibla. Det innebär att de fungerar både framåt och bakåt. Karbonat kan till exempel plocka upp en vätejon för att bli bikarbonat.}

Karbonatjämvikt

Serien av reaktioner som leder från upplöst koldioxid till karbonat når snabbt en dynamisk jämvikt, ett tillstånd i vilka fram- och bakåtprocesserna av denna reaktion sker vid samma hastigheter. Att tillsätta syra ökar hastigheten på den omvända reaktionen och bildandet av koldioxid, vilket medför att mer koldioxid diffunderar ur lösningen. Läggande av bas, å andra sidan, ökar hastigheten för framåtriktningen, vilket medför att mer bikarbonat och karbonat bildas. Eventuellt tryck på detta system orsakar kompensationsskift i en riktning som återställer jämvikt. Buffertsystemet fortsätter att fungera så länge koncentrationen är stor i jämförelse med mängden syra eller bas som tillsätts lösningen.

Människor och karbonatbuffert

Hos människor och andra djur, karbonatbuffertsystem hjälper till att upprätthålla ett konstant pH i blodet. PH i blod beror på förhållandet mellan koldioxid och bikarbonat. Koncentrationerna av båda komponenterna är mycket stora jämfört med koncentrationerna av syra som tillsätts till blodet under normala aktiviteter eller måttlig träning. Vid ansträngande träning hjälper till exempel snabb andning att kompensera för ökningen av koldioxid i ditt blod. Andra mekanismer som hjälper till med denna funktion inkluderar hemoglobinmolekylen i dina röda blodkroppar, vilket också bidrar till att buffra blodets pH.

Karbonatbuffert i havet

I havet upplöses koldioxid från atmosfären är i jämvikt med havsvattenkoncentrationer av kolsyra och bikarbonat. Emellertid har ökade koldioxidutsläpp från mänsklig aktivitet ökat atmosfäriska koldioxidnivåer, vilket medför en ökning av upplöst koldioxid. När koncentrationen av upplöst koldioxid ökar ökar hastigheten för framåtriktningen av buffersystemet tills systemet når en ny jämvikt. Detta innebär att en ökning av upplöst koldioxid orsakar en liten minskning av pH. Havets bufferkapacitet - dess förmåga att suga upp syra eller bas - är mycket stor, men gradvisa förändringar av detta slag kan få allvarliga konsekvenser för många sorters liv i havet. Djur som gör deras skal från kalciumkarbonat kan till exempel hitta sina skaltillverkningsegenskaper reducerade med betydande förändringar i syrabasjämvikt i havsvatten.