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自然の最も認識可能な部分の多くは、何らかのバランスを維持することによって機能します。炭酸緩衝システムは、本質的に最も重要な緩衝システムの1つであり、そのバランスを維持するのに役立ちます。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
他の緩衝システムと同様に、重炭酸塩緩衝液はpHの変化に抵抗するため、血液や海水のような溶液のpHの安定化に役立ちます。海洋の酸性化と運動が身体に及ぼす影響は、どちらも実際に重炭酸塩緩衝がどのように機能するかの例です。
炭酸
二酸化炭素（CO2）ガスは水に溶け、その水と反応して炭酸を生成します。その後、炭酸は水素イオンを放棄して重炭酸塩になり、別の水素イオンを放棄して炭酸塩になります。これらの反応はすべて可逆的です。これは、それらが順方向と逆方向の両方で機能することを意味します。たとえば、炭酸塩は水素イオンを吸収して重炭酸塩になることがあります。
炭酸塩平衡
溶解した二酸化炭素から炭酸塩に至る一連の反応は、動的平衡、つまりこの反応の順方向と逆方向のプロセスが同じ速度で起こる状態にすぐに到達します。酸を加えると、逆反応の速度と二酸化炭素の生成速度が増加し、より多くの二酸化炭素が溶液から拡散します。一方、塩基を追加すると、前方反応の速度が上がり、より多くの重炭酸塩と炭酸塩が形成されます。このシステムに圧力がかかると、平衡を回復する方向に補正シフトが発生します。緩衝システムは、その濃度が溶液に加えられた酸または塩基の量と比較して大きい限り機能し続けます。
人間と炭酸塩の緩衝
人間や他の動物では、炭酸緩衝システムが血流内の一定のpHを維持するのに役立ちます。血液のpHは、炭酸水素塩に対する二酸化炭素の比率に依存します。両方の成分の濃度は、通常の活動または中程度の運動中に血液に加えられる酸の濃度と比較して非常に高いです。たとえば、激しい運動中、急速な呼吸は、血液中の二酸化炭素の増加を補うのに役立ちます。この機能を支援する他のメカニズムには、赤血球のヘモグロビン分子が含まれます。これは、血液のpHを緩衝するのにも役立ちます。
海洋の炭酸緩衝
海洋では、大気からの溶存二酸化炭素は、炭酸と炭酸水素塩の海水濃度と平衡状態にあります。しかし、人間の活動による二酸化炭素の排出量が増加すると、大気中の二酸化炭素レベルが上昇し、溶存二酸化炭素が増加します。溶解した二酸化炭素の濃度が増加すると、システムが新しい平衡に達するまで、緩衝システムの前方反応の速度が増加します。これは、溶存二酸化炭素が増加すると、pHがわずかに低下することを意味します。海洋の緩衝能力-酸または塩基を吸収する能力-は非常に大きいですが、この種の段階的な変化は海洋の多くの種類の生命に深刻な影響を与える可能性があります。たとえば、炭酸カルシウムから殻を作る動物は、海水の酸塩基平衡の大幅な変化によって殻を作る能力が低下する場合があります。