A química ácido / base de muitos sistemas aquáticos naturais, incluindo rios e lagos, é dominada pela interação do íon carbonato, !$ CO_3^{2-} !$, uma base moderadamente forte, com ácido carbônico !$ (H_2CO_3) !$, que é um ácido fraco. O ácido carbônico resulta da dissolução na água do gás carbônico e da decomposição da matéria orgânica na água. A fonte predominante de íon carbonato são as rochas calcárias, que são constituídas em grande medida por carbonato de cálcio !$ (CaCO_3) !$. Embora esse sal seja quase insolúvel, uma pequena quantidade dele dissolve-se quando em contato com a água:

!$ CaCO_3 (s) \rightleftharpoons Ca^{2+} (aq) + CO_3^{2-} (aq) !$