De acordo com um estudo de 1963 na Universidade de Harvard, dióxido de carbono, bicarbonato e carbonato atuam como tampões para as concentrações flutuantes de íons de hidrogênio em fontes naturais de água não processada, ajudando a água a manter um pH relativamente constante. Desde as concentrações de produtos químicos tampão são baixas, as forças externas também influenciam o pH da água.
As três moléculas de carbono são coletivamente chamadas de "sistema carbonato". Este sistema pode diminuir o pH da água quando necessário, doando um próton do bicarbonato para formar o carbonato. Se a água se tornar muito ácida, tanto o carbonato quanto o bicarbonato são capazes de aceitar um próton, reduzindo assim a concentração de íons de hidrogênio e aumentando o pH.
Uma vez que cada um desses tipos de moléculas está presente em um equilíbrio dinâmico, qualquer pequena mudança na concentração de uma molécula terá um efeito na concentração de todas as outras. Esse fenômeno é descrito pelo Princípio de LeChatelier, que afirma que se qualquer equilíbrio dinâmico entre várias espécies químicas relacionadas for perturbado pela mudança das condições desse equilíbrio, a posição de equilíbrio mudará para neutralizar a mudança. As mudanças descritas por LeChatelier são regulares para qualquer produto químico e podem ser previstas com base na química de cada componente.
