Ammoniak ist eine farblose, stechend riechende, gasförmige Verbindung aus Wasserstoff und Stickstoff (ein Stickstoffatom und drei Wasserstoffatome, NH3), die in Wasser hoch löslich ist.
Ammoniak wird auf natürliche Weise als Produkt aus der mikrobiologischen Zersetzung von stickstoffhaltigem organischem Material (tierisches und pflanzliches Protein) gebildet. Es wird auch für den Einsatz in Düngemitteln oder zur Produktion von Kunststoffen, Pharmazeutika und anderen Chemikalien hergestellt.
Ammoniak im Grundwasser ist aufgrund mikrobiologischer Prozesse normal. Das Vorliegen von Ammoniakstickstoff im Oberflächenwasser weist jedoch in der Regel auf eine lokale Verschmutzung hin. Übermäßige Mengen an Ammoniak können die Vegetation schädigen und sind, insbesondere bei erhöhtem pH-Wert und hohen Temperaturen, äußerst giftig für Wasserorganismen.
Ammoniaklösung
Bei verschiedenen Anwendungen wird Ammoniak in Wasser gelöst, um „Ammoniakwasser“ zu erzeugen. Wässrige Ammoniaklösungen (Ammoniakwasser) sind instabil, und die Ammoniakkonzentration kann während des Transports oder der Lagerung abnehmen.
Was ist Ammonium?
Ammonium (NH4 +) ist eine Verbindung, die ein Stickstoff- und vier Wasserstoffatome enthält. Während Ammoniak ein neutrales, nicht ionisiertes Molekül (schwache Base) ist, ist Ammonium ein Ion mit positiver Ladung. Darüber hinaus erzeugt Ammoniak einen starken Geruch, aber Ammonium riecht überhaupt nicht.
Der Hauptfaktor, der den Anteil von Ammoniak gegenüber Ammonium in Wasser bestimmt, ist der pH-Wert. Die Aktivität des Ammoniaks wird auch von der Ionenstärke und Temperatur der Lösung beeinflusst. Es darf nicht vergessen werden, dass molekulares Ammoniak zwar für Wasserorganismen schädlich sein kann, Ammonium-Ionen jedoch grundsätzlich harmlos sind. In der Wasserindustrie ist es wichtig, die Konzentration von wasserstoffgebundenem Stickstoff zu kennen.
Die chemische Gleichung, die das Verhältnis zwischen Ammoniak und Ammonium bestimmt, lautet:;
NH 3 + H 2O <-> NH 4 + + OH -
Wenn der pH-Wert niedrig ist, verlagert sich das Gleichgewicht nach rechts. Ist der pH-Wert hoch, verlagert sich das Gleichgewicht nach links. Im Allgemeinen ist der Anteil von Ammoniak‐N als NH 3 bei Raumtemperatur mit einem pH-Wert von weniger als 6 sehr gering, und fast der gesamte Ammoniakstickstoff ist als NH 4 + vorhanden. Bei einem pH-Wert von etwa 8 beträgt der NH 3-Anteil 10 Prozent oder weniger, und bei einem pH-Wert von etwas über 9 liegt er bei etwa 50 Prozent. Sobald der pH-Wert höher als 11 ist, werden alle Ammonium-Ionen in Ammoniak überführt. Die Aktivität von wässrigem Ammoniak ist bei niedrigen Temperaturen viel geringer.