Az ammónia és az ammónium a nitrogén különböző formái. Az ammónia és ammónium arányát a vízben meghatározó fő tényező a pH. Az ammónia aktivitását az ionerősség és a hőmérséklet is befolyásolja. Fontos megjegyezni, mivel az ionizálatlan NH 3 káros lehet a vízi élőlényekre, míg az ionizált ammónium alapvetően ártalmatlan.
Az ammónia és az ammónium közötti viszonyt vezérlő kémiai egyenlet:
NH 3 + H2O <-> NH 4 + + OH –
Amikor a pH alacsony, a reakció jobbra, amikor pedig magas a pH, a reakció balra irányul. Általánosságban elmondható, hogy szobahőmérséklet körüli hőmérsékleten, 6,0-nál kisebb pH-nál az ammónium-N plusz ammónia-N mint NH 3 aránya nagyon-nagyon alacsony, mint NH 4+ pedig nagyon-nagyon magas. A 8,0 körüli pH-nál az NH 3 aránya 10 százalék vagy annál kevesebb, és a 9,0-nál valamivel magasabb pH-nál az arány körülbelül 50 százalék. A vizes ammónia aktivitása szintén sokkal alacsonyabb alacsony hőmérsékleten és magasabb meleg hőmérsékleten. Ez azt jelenti, hogy alacsony hőmérsékleten és alacsony pH-n az aktivitás NH 3-ként még alacsonyabb, NH 4+-ként pedig még magasabb. Amint a pH > 11, az oldatban lévő összes ammónium-N-ion ammónia-N-vé alakul át.
Az IntelliCAL ISENH3181 Ammónia ISE használható az ammóniává (NH 3) történő átalakulás utáni ammóniumion (NH 4+ ) mérésére. Ez a Hach Ammonia ISA hozzáadásával történik, amely a pH-t > 11-re puffereli, és növeli a minta ionerősségét. Az Ammonia ISE módszer az ammónium-N plusz ammónia-N-t méri. Nagyon nehéz közvetlenül meghatározni a vizes ammónia aktivitását, ezért ehelyett az ammónium-N plusz ammónia-N helyettesítőjét használják, majd az ammónium-N plusz ammónia-N táblázatos értékeit használják annak meghatározására, hogy egy mért koncentráció olyan szintű ammóniát biztosít-e, amely káros a vízi szervezetekre.
Ha a minta hőmérséklete és a minta pH-ja ismert, az alábbi táblázat segítségével meghatározható, hogy az összes ammónia hány százaléka van ammónia (NH 3) formában. Ezt a tizedesjegyben megadott százalékot meg lehet szorozni a minta összes ammóniájával az NH 3 formájú ammónia kiszámításához. Az összes ammónia és az NH 3 formájú ammónia közötti különbségből kiszámítható, hogy mennyi ammóniumion (NH 4+ ) van a mintában.
