İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Karbonik asit
- Karbonat Dengesi
- İnsanlar ve Karbonat Tamponlama
- Okyanustaki Karbonat Tamponlama
Doğanın en tanınabilir bölümlerinin çoğu, bir tür dengeyi koruyarak işlev görür. Karbonat tamponlama sistemi, doğadaki en önemli tamponlama sistemlerinden biridir ve bu dengenin korunmasına yardımcı olur.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Herhangi bir tamponlama sistemi gibi, bir bikarbonat tamponu pH'daki değişime dayanır, böylece kan ve okyanus suyu gibi çözeltilerin pH'ını stabilize eder. Okyanus asidifikasyonu ve egzersizin vücut üzerindeki etkileri, bikarbonat tamponlamanın pratikte nasıl çalıştığının bir örneğidir.
Karbonik asit
Ne zaman karbondioksit (CO2) gaz suda çözünür, karbonik asit oluşturmak için bu suyla reaksiyona girebilir. Karbonik asit daha sonra bikarbonat olmak için bir hidrojen iyonu verebilir, bu da karbonat olmak için başka bir hidrojen iyonu verebilir. Bütün bu reaksiyonlar geri dönüşümlüdür. Bu, hem ileri hem de geriye doğru çalıştıkları anlamına gelir. Örneğin karbonat, bikarbonat olmak için bir hidrojen iyonu alabilir.
Karbonat Dengesi
Çözünmüş karbon dioksitten karbonata yol açan reaksiyonlar serisi, bu reaksiyonun ileri ve geri işlemlerinin eşit oranda gerçekleştiği bir durum olan hızlı bir şekilde dinamik dengeye ulaşır. Asit eklenmesi, ters reaksiyonun ve karbondioksit oluşumunun oranını artıracak ve daha fazla karbon dioksitin çözeltiden dağılmasına neden olacaktır. Öte yandan, baz ilave edilmesi, daha fazla bikarbonat ve karbonat oluşmasına neden olacak şekilde ileri reaksiyon oranını arttıracaktır. Bu sistem üzerindeki herhangi bir baskı, dengeyi geri kazandıracak yönde dengeleme kaymasına neden olur. Tamponlama sistemi, çözeltiye eklenen asit veya baz miktarına kıyasla konsantrasyonu büyük olduğu sürece çalışmaya devam eder.
İnsanlar ve Karbonat Tamponlama
İnsanlarda ve diğer hayvanlarda, karbonat tamponlama sistemi kan dolaşımında sabit bir pH'ın korunmasına yardımcı olur. Kanın pH'ı, karbon dioksitin bikarbonata oranına bağlıdır. Her iki bileşenin konsantrasyonları, normal aktiviteler veya orta derecede egzersiz sırasında kana eklenen asit konsantrasyonlarına kıyasla çok büyüktür. Örneğin yorucu egzersiz sırasında hızlı nefes alma, kanınızdaki karbondioksit artışını telafi etmeye yardımcı olur. Bu işleve yardımcı olan diğer mekanizmalar arasında kırmızı kan hücrelerinizdeki hemoglobin molekülü bulunur ve bu da kan pH'sini tamponlamaya yardımcı olur.
Okyanustaki Karbonat Tamponlama
Okyanusta, atmosferdeki çözünmüş karbon dioksit, deniz suyu konsantrasyonlarındaki karbonik asit ve bikarbonat ile dengededir. Bununla birlikte, insan aktivitesinden kaynaklanan artan karbondioksit emisyonları, atmosferik karbon dioksit seviyelerini yükselterek çözünmüş karbon dioksitte bir artışa neden olmuştur. Çözünmüş karbondioksit konsantrasyonu arttıkça, tamponlama sisteminin ileri reaksiyonunun hızı, sistem yeni bir dengeye ulaşana kadar artar. Bu, çözünmüş karbon dioksitteki bir artışın pH'da hafif bir azalmaya neden olduğu anlamına gelir. Okyanusları tamponlama kapasitesi - asit veya baz ıslatma kabiliyeti - çok büyüktür, ancak bu tür kademeli değişikliklerin okyanustaki birçok yaşam türü için ciddi etkileri olabilir. Kabuklarını kalsiyum karbonattan yapan hayvanlar, örneğin deniz suyunun asit-baz dengesindeki önemli değişikliklerle kabuk kabiliyetlerini azaltabilir.