Ammoniak och ammonium är olika former av kväve. Den viktigaste faktorn som bestämmer förhållandet mellan ammoniak och ammonium i vatten är pH. Ammoniakens aktivitet påverkas också av jonstyrka och temperatur. Det är viktigt att komma ihåg att ojoniserat NH 3 kan vara skadligt för vattenlevande organismer, medan joniserat ammonium i princip är ofarligt.
Den kemiska ekvationen som styr förhållandet mellan ammoniak och ammonium är:
NH 3 + H2O <-> NH 4 + + + OH –
När pH är lågt styrs reaktionen åt höger och när pH är högt styrs reaktionen åt vänster. I allmänhet är andelen ammonium-N plus ammoniak-N i form av NH 3 mycket lågt och i form av NH 4+ mycket högt vid en temperatur omkring rumstemperatur och ett pH under 6,0. Vid ett pH på omkring 8,0 är andelen som NH 3 10 procent eller mindre, och vid ett pH något över 9,0 är andelen omkring 50 procent. Aktiviteten hos vattenhaltig ammoniak är också mycket lägre vid låga temperaturer och högre vid varma temperaturer. Detta innebär att vid låga temperaturer och lågt pH är aktiviteten som NH 3 ännu lägre och som NH 4+ ännu högre. När pH är > 11 kommer alla ammonium-N-joner i lösningen att omvandlas till ammoniak-N.
IntelliCAL ISENH3181 Ammonia ISE kan användas för att mäta ammoniumjonen (NH 4+ ) efter omvandling till ammoniak (NH 3). Detta görs genom tillsats av Hach Ammonia ISA, som buffrar pH till > 11 och ökar provets jonstyrka. Ammoniak ISE-metoden mäter ammonium-N plus ammoniak-N. Det är mycket svårt att direkt bestämma aktiviteten hos vattenammoniak, så i stället används surrogatet ammonium-N plus ammoniak-N, och sedan används tabellerade värden för ammonium-N plus ammoniak-N för att avgöra om en uppmätt koncentration ger ammoniak på en nivå som är skadlig för vattenlevande organismer.
Om provets temperatur och pH-värde är kända kan nedanstående tabell användas för att avgöra hur stor procentandel av den totala ammoniaken som finns i ammoniak (NH 3)-formen. Denna procentandel i decimalform kan multipliceras med provets totala ammoniak för att beräkna ammoniak i NH 3-form. Skillnaden mellan total ammoniak och ammoniak i NH 3-form kan användas för att beräkna ammoniumjonen (NH 4+ ) i provet.
