자연수에서 가장 중요한 완충 시스템은 탄산산-바이 카보네이트-카보네이트 시스템입니다.
* 탄산 산 ($ H_2CO_3 $)는 이산화탄소 ($ CO_2 $)가 물에 용해 될 때 형성되는 약산입니다.
* 중탄산염 ($ hco_3^-$)는 탄산의 컨쥬 게이트 염기입니다.
* 탄산염 ($ co_3^{2-} $)는 중탄산염의 컨쥬 게이트베이스입니다.
이 세 종들 사이의 평형 반응은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
$$ CO_2 _ {(g)} + h_2o _ {(l)} \ Rightleftharpoons h_2co_ {3 (aq)} $$
$$ h_2co_ {3 (aq)} \ Rightleftharpoons h^ + _ {(aq)} + hco_ {3 (aq)}^-{} $$
$$ hco_ {3 (aq)}^- \ rightleftharpoons h^ + _ {(aq)} + co_ {3 (aq)}^{2-} $$
이 세 종의 상대 농도는 물의 pH에 의존합니다. 낮은 pH에서, 탄산의 농도는 가장 높고, 높은 pH에서 탄산염의 농도는 가장 높다. 중탄산염은 약 8.3의 pH에서 지배적 인 종이며, 이는 자연수의 평균 pH입니다.
탄산산-염소산산염-카보네이트 시스템은 자연수에서 완충제로서 작용한다. 왜냐하면 그것은 산 및 염기와 반응하여 비교적 일정한 pH를 유지할 수 있기 때문이다. .
* 산이 천연 물에 첨가 될 때, 중탄산염 및 탄산염 이온은 수소 이온과 반응하여 탄산을 형성하여 물의 산도를 감소시킵니다.
* 염기가 천연 물에 첨가 될 때, 탄산은 수산화물 이온과 반응하여 중탄산염 및 탄산염 이온을 형성하여 물의 염기성을 감소시킵니다.
