Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Süsihape
- Karbonaadi tasakaal
- Inimesed ja karbonaatpuhverdamine
- Karbonaadi puhverdamine ookeanis
Looduse paljud kõige äratuntavamad osad toimivad, säilitades mingisuguse tasakaalu. Karbonaats puhversüsteem on looduses üks olulisemaid puhversüsteeme, mis aitab seda tasakaalu säilitada.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Nagu iga puhversüsteem, hoiab vesinikkarbonaatpuhver pH muutust, seega aitab see stabiliseerida lahuste, näiteks vere ja ookeanivee, pH. Ookeani hapestumine ja treenimise mõju kehale on mõlemad näited sellest, kuidas vesinikkarbonaadi puhverdamine praktikas toimib.
Süsihape
Kui süsinikdioksiid (CO2) gaas lahustub vees, see võib reageerida selle veega, moodustades süsihappe. Seejärel võib süsihape loobuda vesinikioonist, saades vesinikkarbonaadiks, mis võib loobuda teisest vesinikioonist, et saada karbonaat. Kõik need reaktsioonid on pöörduvad. See tähendab, et nad töötavad nii edasi kui ka tagurpidi. Näiteks võib karbonaat vesinikiooni saada vesinikkarbonaadiks.
Karbonaadi tasakaal
Reaktsioonide seeria, mis viib lahustunud süsinikdioksiidist karbonaadini, saavutab kiiresti dünaamilise tasakaalu, seisundi, kus selle reaktsiooni edasisuunaline ja tagurpidine protsess toimuvad võrdse kiirusega. Happe lisamine suurendab pöördreaktsiooni ja süsinikdioksiidi moodustumise kiirust, põhjustades rohkem süsihappegaasi hajutamist lahusest. Aluse lisamine suurendab teiselt poolt edasise reaktsiooni kiirust, põhjustades rohkem vesinikkarbonaadi ja karbonaadi moodustumist. Igasugune surve sellele süsteemile põhjustab tasakaalustava nihke suunas, mis taastab tasakaalu. Puhverdussüsteem töötab seni, kuni selle kontsentratsioon on lahusele lisatud happe või aluse kogusega võrreldes suur.
Inimesed ja karbonaatpuhverdamine
Inimestel ja teistel loomadel aitab karbonaatide puhversüsteem säilitada vereringes püsivat pH taset. Vere pH sõltub süsinikdioksiidi ja vesinikkarbonaadi suhtest. Mõlema komponendi kontsentratsioonid on väga suured, võrreldes normaalse tegevuse või mõõduka treeningu ajal verre lisatud happe kontsentratsioonidega. Näiteks pinguldava treeningu ajal aitab kiire hingamine kompenseerida süsihappegaasi suurenemist veres. Muud mehhanismid, mis seda funktsiooni abistavad, hõlmavad teie punastes verelibledes olevat hemoglobiini molekuli, mis aitab ka puhverdada vere pH taset.
Karbonaadi puhverdamine ookeanis
Ookeanis on atmosfäärist lahustunud süsinikdioksiid tasakaalus süsihappe ja vesinikkarbonaadi merevee kontsentratsioonidega. Inimtegevuse suurenenud süsinikdioksiidi heitkogused on aga atmosfääri süsinikdioksiidi taset tõstnud, põhjustades lahustunud süsihappegaasi suurenemist. Kui lahustunud süsinikdioksiidi kontsentratsioon suureneb, suureneb puhversüsteemi edasise reaktsiooni kiirus, kuni süsteem saavutab uue tasakaalu. See tähendab, et lahustunud süsinikdioksiidi suurenemine põhjustab pH väikest langust. Ookeanide puhverdusvõime - selle võime hapet või alust imada - on väga suur, kuid sellised järkjärgulised muutused võivad põhjustada ookeanis elamise mitmesugustele liikidele tõsiseid tagajärgi. Näiteks loomadelt, kes teevad oma kestad kaltsiumkarbonaadist, võib nende kooride valmistamise võime väheneda ookeanivee happe-aluse tasakaalu oluliste muutuste tõttu.