Según un estudio realizado en 1963 en la Universidad de Harvard, el dióxido de carbono, el bicarbonato y el carbonato actúan como amortiguadores de las concentraciones de iones de hidrógeno en las fuentes naturales de agua no procesada, lo que ayuda al agua a mantener un pH relativamente constante. Desde Las concentraciones de sustancias químicas tampón son bajas, las fuerzas externas también influyen en el pH del agua.
Las tres moléculas de carbono se conocen colectivamente como el "sistema de carbonato". Este sistema puede disminuir el pH del agua cuando sea necesario donando un protón del bicarbonato para formar carbonato. Si el agua se vuelve demasiado ácida, tanto el carbonato como el bicarbonato son capaces de aceptar un protón, lo que reduce la concentración de iones de hidrógeno y aumenta el pH.
Dado que cada uno de estos tipos de moléculas está presente en un equilibrio dinámico, cualquier pequeño cambio en la concentración de una molécula tendrá un efecto en la concentración de todas las demás. Este fenómeno se describe en el Principio de LeChatelier, que establece que si un equilibrio dinámico entre múltiples especies químicas relacionadas se altera al cambiar las condiciones de ese equilibrio, la posición de equilibrio cambiará para contrarrestar el cambio. Los cambios descritos por LeChatelier son regulares para cualquier producto químico y se pueden predecir en función de la química de cada componente.
