Amoniak jest bezbarwnym, drażniącym związkiem gazowym wodoru i azotu (jeden atom azotu i trzy atomy wodoru, NH3), który jest dobrze rozpuszczalny w wodzie.
Amoniak powstaje w naturalny sposób jako produkt mikrobiologicznego rozkładu azotowych substancji organicznych (białka zwierzęcego i roślinnego). Może być również produkowany do stosowania w nawozach lub do produkcji tworzyw sztucznych, środków farmaceutycznych i innych środków chemicznych.
Amoniak w wodzie gruntowej jest czymś normalnym ze względu na procesy mikrobiologiczne. Jednakże obecność azotu amonowego w wodzie powierzchniowej zwykle wskazuje na zanieczyszczenie pochodzące z gospodarstw domowych. Nadmiar amoniaku może uszkadzać roślinność i jest niezwykle toksyczny dla organizmów wodnych, zwłaszcza przy podwyższonych poziomach pH i temperatury.
Woda amoniakalna
W różnych zastosowaniach amoniak rozpuszcza się w wodzie, tworząc „wodę amoniakalną”. Wodne roztwory amoniaku (woda amoniakalna) są niestabilne, a stężenie amoniaku może spadać podczas transportu lub przechowywania. Dlatego roztwory dostarczane w handlu są rozliczane na podstawie stężenia amoniaku dostarczanego do zakładu lub użytkownika końcowego.
Czym jest jon amonowy?
Amon jest związkiem zawierającym jeden atom azotu i cztery atomy wodoru (NH4+). Chociaż amoniak jest obojętną molekułą niezjonizowaną (słabą zasadą), amon jest jonem o ładunku dodatnim. Ponadto amoniak wydziela silny zapach, natomiast amon w ogóle nie wydziela zapachu.
Głównym czynnikiem określającym stosunek amoniaku do amonu w wodzie jest pH. Na aktywność amoniaku ma również wpływ siła jonowa i temperatura roztworu. Należy pamiętać, że choć amoniak cząsteczkowy amoniak może być szkodliwy dla organizmów wodnych, to jon amonowy jest zasadniczo nieszkodliwy. W gospodarce wodnej ważne jest, aby znać stężenia azotu związanego z wodorem. Dlatego określenia amoniak i amon są używane zamiennie, przedstawione odpowiednio jako NH 3 -N lub NH 3 -N i zwykle wyrażone w mg/L lub PPM N (części N na milion).
Równanie chemiczne, które obrazuje zależność między amoniakiem a jonem amonu, jest następujące:
NH 3 + H 2O <-> NH 4 + + OH -
Gdy wartość pH jest niska, równowaga przesuwa się w prawą stronę, a gdy wartość pH jest wysoka, równowaga przesuwa się w lewo. Ogólnie w środowisku o temperaturze pokojowej i o pH niższym od 6, część azotu amonowego pod postacią NH 3 jest bardzo mała, a prawie cały azot amonowy występuje jako NH 4 +. Przy wartości pH około 8, część NH 3 wynosi 10 procent lub mniej, a przy wartości pH nieco powyżej 9 wynosi około 50 procent. Gdy wartość pH jest > 11, wszystkie jony amonowe w roztworze zostaną przekształcone w molekularną postać amoniaku. W niskich temperaturach aktywność wodnego roztworu amoniaku jest znacznie niższa.