Hiilidioksidi ja pH ovat tiiviissä yhteydessä sillä merivedessä pH määräytyy hiilidioksidi- ja
karbonaatti/bikarbonaattireaktioiden perusteella. Tämä HCO3-/CO2-tasapaino pitää meriveden pH:n vakiona.
Valtamerissä pääkationien pitoisuuksien summa on hieman suurempi kuin pääanionien pitoisuuksien summa - erotus
tasapainottuu hiilidioksiditasapainon avulla.
Monien aineiden liukoisuus ja olomuodot, sekä biologisten prosessien nopeus riippuvat veden happamuudesta.
Meriveden pH on lievästi emäksisen puolella.
Esim. pohjavesissä pH on yleensä lievästi happamuuden puolella. Tämä aiheutuu orgaanisen materiaalin hajoamis- ja hengitysreaktioista, jossa vapautuva
CO2 reagoi veden kanssa muodostaen hiilihappoa. Tällaisissa olosuhteissa mm. rautaioni kulkee pohjaveden mukaan mereen.
Hiilidioksidireaktioiden komponentit ovat:
CO2
(g) ilmakehän hiilidioksidi
CO2 (aq) liuennut hiilidioksidi
H2CO3 dissosiotumaton hiilihappo
HCO3- bikarbonaatti-ioni
CO3= karbonaatti-ioni
H+ vetyioni (protoni)
OH- hydroksyyli-ioni
Hiilihappotasapainoreaktiot
riippuvat lämpötilasta ja suolapitoisuudesta, eikä tasapainojen asettuminen
ole aina yksinkertaista johtuen monien yhtaikaa voimassa olevien reaktioiden vaikutuksesta. Esim. planktonkukinnan aikana veteen sitoutuu huomattava määrä hiilidioksidia, joka nopeasti pelkistyy orgaaniseksi hiileksi eikä tilanne ole
tasapainossa.
Hiukkaset (ionit ja alkuaineet) sekoittuvat diffuusion avulla - pitoisuuksien väkevyyserot tasoittuvat. Diffuusiolla on elämän kannalta merkittävä rooli - esim. veteen liuennut happi
diffundoituu kalan kiduksissa sen verenkiertoon. Hiilidioksidi diffundoituu päinvastaiseen suuntaan.