Secondo uno studio del 1963 all'Università di Harvard, l'anidride carbonica, il bicarbonato e il carbonato agiscono come tamponi alle concentrazioni fluttuanti di ioni idrogeno in fonti naturali di acqua non trasformata, aiutando l'acqua a mantenere un pH relativamente costante. le concentrazioni di sostanze chimiche tampone sono basse, anche le forze esterne influenzano il pH dell'acqua.
Le tre molecole di carbonio sono indicate collettivamente come "sistema di carbonato". Questo sistema può ridurre il pH dell'acqua quando necessario donando un protone dal bicarbonato per formare il carbonato. Se l'acqua diventa troppo acida, sia il carbonato che il bicarbonato sono in grado di accettare un protone, riducendo così la concentrazione di ioni idrogeno e aumentando il pH.
Poiché ciascuno di questi tipi di molecole è presente in un equilibrio dinamico, qualsiasi piccolo cambiamento nella concentrazione di una molecola avrà un effetto sulla concentrazione di tutti gli altri. Questo fenomeno è descritto dal Principio di LeChatelier, che afferma che se qualsiasi equilibrio dinamico tra più specie chimiche correlate viene disturbato cambiando le condizioni di quell'equilibrio, la posizione di equilibrio cambierà per contrastare il cambiamento. Le modifiche descritte da LeChatelier sono regolari per qualsiasi prodotto chimico e possono essere previste in base alla composizione chimica di ciascun componente.
