Ammonium

  Das Ammonium-Ion NH₄⁺ ist ein Kation, das chemisch ähnlich reagiert wie Alkalimetall-Ionen und Salze entsprechender Formel bildet, beispielsweise Ammonsalpeter (Ammoniumnitrat) NH₄NO₃ oder den Salmiak (Ammoniumchlorid). Es ist die konjugierte Säure zur Base Ammoniak NH₃.   Ammoniak/Ammonium-Gleichgewicht in saurer Lösung:

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Ammonium in der Natur

In der Natur entsteht Ammonium in erster Linie beim Abbau von Proteinen. So wird es von Fischen und den meisten anderen Wasserorganismen als Endprodukt, z. B. über die Kiemen, ausgeschieden. Auch bei der bakteriellen Verrottung von abgestorbener Biomasse wird es als Endprodukt freigesetzt.

Ammonium wird im Boden und in Gewässern unter Sauerstoffverbrauch bakteriell (Nitrosomonas) zuerst zu Nitrit und von einer anderen Bakterienart (Nitrobacter) weiter zu Nitrat oxidiert und damit „entgiftet“. Dieser Vorgang wird Nitrifikation genannt und ist im Boden durchaus erwünscht. Auch in Gewässern ist die Nitrifikation ein wichtiger Teil der Selbstreinigung.

Ammoniak ist für Fische schon in geringen Konzentrationen giftig. Ammoniumgehalte im Wasser von 0,5 bis 1 mg/l werden deshalb, je nach dem pH-Wert des Wassers, als bedenklich für Fische eingestuft. Bei Ammoniumgehalten über 1 mg/l ist ein Gewässer für Fischereizwecke nicht geeignet.

Ammonium im Körper

Das Ammoniumion ähnelt dem Kalium-Ion (K⁺) sowohl in Größe als auch Ladung, was dazu führt, dass es im Organismus dessen Stelle einnehmen kann. Da es aber auf andere Art und Weise reagiert, z. B. von Synapsen, die kaliumgesteuert sind, nicht wieder abgespalten werden kann, blockiert es diese dauerhaft, was zur Wirkung des Ammoniums als Nervengift in allen Organismen, die kaliumgesteuerte Synapsen besitzen, führt.

Ammonium im Urin weist auf Konkremente hin.

Ammonium in der Chemie

Ammonium bildet ein Dissoziationsgleichgewicht mit Ammoniak. Wegen der Beteiligung eines Oxonium-Ions ist dieses Gleichgewicht vom pH-Wert abhängig. Der Anteil des Ammoniaks steigt mit zunehmendem pH-Wert und steigender Temperatur.

Ammonium bildet bei der Elektrolyse mit einer Quecksilberkathode mit dem Quecksilber ein Ammoniumamalgam. Beim Erhitzen zersetzt sich dieses Amalgam unter Bildung von Ammoniak. Es ist aufgrund der Tatsache, dass Ammonium ein geladenes Molekül (Kation) ist, nicht möglich, Ammonium-Metall analog zu Natrium oder Kalium zu gewinnen.

Zur Prüfung einer Substanz auf Ammonium versetzt man sie mit etwas Natronlauge oder Natriumhydroxid (Kreuzprobe als Vorprobe auf Ammoniumkationen, vgl. unter Nachweise für Kationen). Das dabei freigesetzte Ammoniak ist entweder zu riechen oder man weist es anhand der basischen Verfärbung eines feuchten pH-Teststreifens über dem Reaktionsgemisch nach.

Ein empfindlicher Nachweis ist die Reaktion mit Nesslers Reagenz, das allerdings auch auf Amine anspricht. Eine empfindliche und selektive quantitative Bestimmung erfolgt nach DIN meist mithilfe der Berthelot-Reaktion unter Bildung eines blauen Indophenols, dessen Konzentration colorimetrisch gemessen werden kann.

Der pKs-Wert von Ammonium beträgt 9,2.

Siehe auch

• Quartäre Ammoniumverbindungen