Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Ανθρακικό οξύ
- Ισορροπία ανθρακικών αλάτων
- Άνθρωποι και αποθήκευση ανθρακικών αλάτων
- Ανθρακούχος απομόνωσης στον ωκεανό
Πολλά από τα πιο αναγνωρίσιμα μέρη της φύσης λειτουργούν με τη διατήρηση κάποιου είδους ισορροπίας. Το σύστημα ρύθμισης του ανθρακικού άλατος είναι ένα από τα σημαντικότερα συστήματα ρύθμισης της φύσης, το οποίο συμβάλλει στη διατήρηση αυτής της ισορροπίας.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Όπως οποιοδήποτε σύστημα ρύθμισης, ένα δισανθρακικό ρυθμιστικό διάλυμα αντιστέκεται στην αλλαγή του ρΗ, έτσι βοηθά στη σταθεροποίηση του ρΗ των διαλυμάτων όπως το αίμα και το νερό των ωκεανών. Η οξίνιση του ωκεανού και οι επιδράσεις της άσκησης στο σώμα είναι και τα δύο παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν στην πράξη τα ρυθμιστικά διαλύματα διττανθρακικών.
Ανθρακικό οξύ
Όταν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) το αέριο διαλύεται στο νερό, μπορεί να αντιδράσει με αυτό το νερό για να σχηματίσει το ανθρακικό οξύ. Το ανθρακικό οξύ μπορεί στη συνέχεια να δώσει ένα ιόν υδρογόνου για να γίνει διττανθρακικό, το οποίο μπορεί να δώσει άλλο ιόν υδρογόνου για να γίνει ανθρακικό. Όλες αυτές οι αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες. Αυτό σημαίνει ότι εργάζονται τόσο προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω. Το ανθρακικό, για παράδειγμα, μπορεί να πάρει ένα ιόν υδρογόνου για να γίνει διττανθρακικό.
Ισορροπία ανθρακικών αλάτων
Η σειρά αντιδράσεων που οδηγεί από το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακικό φθάνει γρήγορα σε μια δυναμική ισορροπία, μια κατάσταση στην οποία οι εμπρόσθια και αντίστροφη διεργασίες αυτής της αντίδρασης συμβαίνουν με ίσους ρυθμούς. Η προσθήκη οξέος αυξάνει την ταχύτητα της ανάστροφης αντίδρασης και του σχηματισμού διοξειδίου του άνθρακα, προκαλώντας έτσι τη διάχυση του διοξειδίου του άνθρακα από το διάλυμα. Η προσθήκη της βάσης, από την άλλη πλευρά, θα αυξήσει την ταχύτητα της πρόσθιας αντίδρασης, προκαλώντας το σχηματισμό περισσότερων δισανθρακικών και ανθρακικών αλάτων. Κάθε πίεση σε αυτό το σύστημα προκαλεί μια αντισταθμιστική μετατόπιση προς μια κατεύθυνση που αποκαθιστά την ισορροπία. Το ρυθμιστικό σύστημα συνεχίζει να λειτουργεί όσο η συγκέντρωσή του είναι μεγάλη σε σύγκριση με την ποσότητα οξέος ή βάσης που προστίθεται στο διάλυμα.
Άνθρωποι και αποθήκευση ανθρακικών αλάτων
Στον άνθρωπο και σε άλλα ζώα, το ρυθμιστικό σύστημα ανθρακικών αλάτων συμβάλλει στη διατήρηση ενός σταθερού ρΗ στην κυκλοφορία του αίματος. Το pH του αίματος εξαρτάται από την αναλογία διοξειδίου του άνθρακα προς διττανθρακικό. Οι συγκεντρώσεις και των δύο συστατικών είναι πολύ μεγάλες σε σύγκριση με τις συγκεντρώσεις οξέος που προστίθενται στο αίμα κατά τη διάρκεια φυσιολογικών δραστηριοτήτων ή μέτριας άσκησης. Κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης, για παράδειγμα, η ταχεία αναπνοή συμβάλλει στην αντιστάθμιση της αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα σας. Άλλοι μηχανισμοί που βοηθούν σε αυτή τη λειτουργία περιλαμβάνουν το μόριο αιμοσφαιρίνης στα ερυθρά αιμοσφαίρια σας, το οποίο επίσης βοηθά στην απομόνωση του pH του αίματος.
Ανθρακούχος απομόνωσης στον ωκεανό
Στον ωκεανό, το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα βρίσκεται σε ισορροπία με τις συγκεντρώσεις ανθρακικού και διττανθρακικού θαλασσινού νερού. Ωστόσο, οι αυξημένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την ανθρώπινη δραστηριότητα έχουν προκαλέσει επίπεδα ατμοσφαιρικών διοξειδίων του άνθρακα, προκαλώντας αύξηση του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα. Καθώς η συγκέντρωση του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται, ο ρυθμός της πρόσθιας αντίδρασης του ρυθμιστικού συστήματος αυξάνεται μέχρις ότου το σύστημα φθάσει σε μια νέα ισορροπία. Αυτό σημαίνει ότι μια αύξηση στο διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα προκαλεί ελαφρά μείωση στο pH. Η ικανότητα αποθήκευσης των ωκεανών - η ικανότητά τους να απορροφούν οξύ ή βάση - είναι πολύ μεγάλη, αλλά οι σταδιακές αλλαγές αυτού του είδους μπορούν να έχουν σοβαρές συνέπειες για πολλά είδη ζωής στον ωκεανό. Τα ζώα που κατασκευάζουν τα κελύφη τους από το ανθρακικό ασβέστιο, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να βρουν τις δυνατότητες κατασκευής κελύφους τους μειωμένες λόγω σημαντικών αλλαγών στην ισορροπία όξινης βάσης του ωκεάνιου νερού.