Ammonium (NH4) / ammoniak (NH3) vs pH.


Stefan Akerboom

Well-known member
Lid geworden
8 mei 2020
Berichten
517
Goedenavond,

Even een scheikundige vraag maar eerst even een intro en de aanleiding.

Sinds het tijdje terug mis ging in m'n QB bak met NH4 en NO2 concentraties en ik nu voor de herhaling bezig ben wil ik niet nog eens verast worden met een dode vis. Nou de vorige keer had ik een vis in quarantaine en was deze overleden nadat de NH4 en NO2 binnen 5 dagen opgelopen waren van laag tot amper meetbaar naar NH4: 1ppm, NO2: 0,8ppm bij een pH van 7. Uiteraard had ik hier veel sneller moeten verversen bij het niet of niet goed indraaien van zo'n bak.

Het geval nu. Nou de waardes nu waren NO2: 0.05 en NH4:<0.05 bij een pH van 7,2.

Vissen overgezet en voor ze erin gingen nog 20% water ververst. De dag daaropvolgend niks gedaan om de vissen even rust te geven. En nu is het dag 2. Nou allereerst heb ik geleerd van de 1e keer en ververs ik om de dag 20% en meet ik de NH4 en NO2 en ververs evt aan de hand hiervan een groter gedeelte of frequenter. Nou de NH4 was al opgelopen naar 0,2ppm. Nog niet schrikbarend maar moet niet veel hoger worden althans .... kom ik zo op terug. En voor dit verhaal niet heel belangrijk verder maar NO2, ligt gestegen naar 0,1ppm.

Ik test met de druppeltesten van JBL en die zeggen dat je ook altijd de pH moet meten om de toxiciteit van ammonium te bepalen. Hier hebben ze zo'n mooi tabelletje in hun bijsluiter zitten om dit te bepalen. Ik snap dat hoe hoger de pH hoe basischer het water hoe meer H+ wordt afgestaan door de NH4 moleculen waardoor je het veel giftigere NH3 krijgt. Mijn pH zit rond de 7,5, wrs iets eronder. Als ik dan de tabel interpreteer (zie foto) dan hoef ik mij eigenlijk niet zo snel zorgen te maken als mijn pH toch niet boven de 7,5 a 8 uit gaat komen en dan rustig het NH4 kan laten oplopen tot 2 a 3ppm. Lijkt mij niet helemaal juist of zit hier toch een kern van waarheid in? Oftewel kun je bij een lage pH rustig NH4 concentraties van enkele mg/l zonder acute gevolgen? Hierbij hou ik dan even geen rekening mee dat het NH4 ook omgezet nog wordt naar het giftige No2 (waarvan ik nu achteraf denk dat die eerder de killer was dan de NH4 bij pH7). De dikgedrukte vraag is puur filosofisch en uitgaande van een onveranderde situatie waarbij NH4, NH4 blijft.

Uiteraard ga ik hier niet mee experimenteren en houdt ik het door verversingen en metingen in de gaten.

Gr
Stefan

NH4 pH tabel.jpg
 
Die tabel lijkt me sowieso vrij optimistisch..

Dat omslagpunt van een pH lager dan 7,5.
Dan zou het (heel iets) minder giftige ammonium ontstaan ipv ammoniak.

Maar als ik het goed onthouden heb zou dit maar 5% zijn.. dus nog steeds 95% bestaat uit ammoniak.
 
Bij een lage ph heb je minder schadelijke ammoniak als ik het goed heb.
 
Die tabel lijkt me sowieso vrij optimistisch..

Dat omslagpunt van een pH lager dan 7,5.
Dan zou het (heel iets) minder giftige ammonium ontstaan ipv ammoniak.

Maar als ik het goed onthouden heb zou dit maar 5% zijn.. dus nog steeds 95% bestaat uit ammoniak.

Volgens Wikipedia (geen verdere verwijzing naar een bron) is het maar 0,42%. Wel dikke kans dat dit uit gaat van pH 7.

Bij een lage ph heb je minder schadelijke ammoniak als ik het goed heb.

Het evenwicht van NH4 en NH3 ligt in water heel erg naar de NH3-kant ligt. Met het verlagen van de pH (het toenemen van H3O+ -ionen) zal het evenwicht verschuiven naar de NH4-kant, maar het is te lang geleden voor me om zo op te kunnen schrijven hoe veel de verschuiving zou zijn.
 
Oftewel kun je bij een lage pH rustig NH4 concentraties van enkele mg/l zonder acute gevolgen?

Ja en nee.

Het klopt gewoon dat als ammoniakale stikstof aanwezig is als ammonium dit geen kwaad kan.

Maar... daar is een (relatief) lage pH voor nodig...
En... als er ammonium aanwezig is, is er vaak ook een nitriet probleem.

En laat bij nitriet nu net het omgekeerde waar zijn: hoe lager de pH, hoe slechter.

Maar als ik het goed onthouden heb zou dit maar 5% zijn.. dus nog steeds 95% bestaat uit ammoniak.

Slecht onthouden dan ;-)

Het zal eerder omgekeerd zijn. De zuurconstante van ammonium is 9,25. Dus bij een pH van 9,25 = het 50/50.

Bij de door jou genoemde pH van 7,5 is het in feite 1,6% ammoniak, de rest is ammonium.
Bij een pH van 7 kom ik volgens mijn berekening uit op 0,5%. Is wel een beetje temperatuursafhankelijk uiteraard en de vraag hoe je het uitdrukt.

Hier zijn de berekeningen die ik in excel heb staan, je kan deze overnemen in een eigen rekenblad (er staat wel meer in mijn rekenblad, dus vandaar dat het allemaal wat 'her en der' lijkt te staan qua cellen):

In cel C28 staat mijn nitrietgehalte.
In cel C26 het ammoniumgehalte
In cel G2 het ammoniakgehalte

Hoe het ammonium- en ammoniakgehalte uitrekenen:
eerst is het belangrijk te weten dat elke testset de totale hoeveelheid ammoniakale stikstof meet, maar dat die soms wordt uitgedrukt als ammonium, dan weer als ammoniak en dan weer als stikstof. Het is belangrijk om eerst uit te zoeken hoe de door jou gebruikte testset meet.

In mijn rekenfile staan de 3 opties:
Uitgedrukt in ammonium staat in cel K39, ammoniak in cel K40 en stikstof in cel K41. Ammoniak zet ik dan in cel N van die respectievelijke rijen om ammonium uit te rekenen:

Het ammoniumgehalte is dan respectievelijk:
=(K39)-(N39*18,0385/17,0305)
=(K40*18,0385/17,0305)-(N40*18,0385/17,0305)
OF
=(K41*18,0385/14,0067)-(N41*18,0385/17,0305)

en het ammoniakgehalte:
=17030,5*(((K39/18038,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))
=17030,5*(((K40/17030,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))
=17030,5*(((K41/14006,7)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))

Om het vergelijken makkelijk te maken zet ik de som van ammonium en ammoniak in cel O1.

Vervolgens reken ik het pH bereik uit waarin er geen vuiltje aan de lucht is uitgaande van ammonium resp nitraat:

De pH moet lager zijn dan (cel H26):
=ALS(((C26/18038,5)+((G2-0,015)/17030,5))<0;10;(9,25+LOG((0,000000881)/((C26/18038,5)+((G2-0,015)/17030,5)))))

De pH moet hoger zijn dan (cel H28):
=ALS(C28<0,000391427902920468;4;3,398+LOG(((C28/46005,5)-(0,0000000085082))/(0,0000000085082)))

Tevens heb ik een eigen tabel in 4 zones verdeeld. Die controleer ik a.d.h.v. volgende formules:

cel B32
=ALS(O1<0,025;ALS(C28<0,09;1;0);0)

Als dit een 1 geeft is alles safe.

cel B35
=ALS(EN(O1>0,025;C28<0,095);1;0)

Dit is de zone waarin ik eigenlijk meestal zit in mijn aquarium (ik meet heel laag op ammonium en nitriet). Deze zone betekent eigenlijk dat er niets aan de hand is in het aangegeven pH-bereik. Moest ik hier toch ooit buiten zitten dan zal ik altijd proberen de pH aan te passen naar de veilige zone. Tenzij de veilige zone meer dan 0,5 pH-eenheden verschilt van de actuele waarde, dan zal ik opteren voor een waterverversing van 50%

=ALS(SOM(B32:B33;B35)=0;1;0)

Als dit een 1 zou geven onderneem ik persoonlijk dezelfde actie als beschreven voor de vorige zone. Alleen voeg ik daar als extra nog aquariumzout aan toe (5g / 100l). Dit helpt de vissen zichzelf beter te beschermen tegen het nitriet.

=ALS(OF(C28>2;H28>=(H26-0,1));1;0)

Als dit een 1 geeft is dit de ergste zone. Dit betekent gewoon meteen water verversen. Geen tijd te verliezen.
 
ik niet maar ik zou het wel heel graag wíllen snappen?
 
Ik zou zeggen probeer het eens,

Kopieer bovenstaande formules in een eigen rekenblad, hanteer dezeflde cellen als ik zodat je de formules niet moet aanpassen (kan eventueel achteraf nog) en experimenteer wat met waarden en zie hoe het reageert.

Voel je uiteraard vrij om dan verdere info te vragen bij wat je nog niet snapt ;-)
 
  • Leuk
Waarderingen: Joff
Wat ook vaak een verkeerde opvatting is dat planten in het aquarium veel Nitraat opnemen maar feitelijk is het Amoniak dat ze sneller opnemen wat dan resulteerd dat nitraat zakt of laag blijft in een beplant aquarium.
Maar omdat er veel amoniak wordt opgenomen zal er dan ook weinig omgezet worden naar nitriet > nitraat door nitrificerende bacterien omdat er weinig amoniak aanwezig is dat de planten al verbruiken.
Dus vaak is zo'n tabel enkel nuttig in een aquarium zonder planten omdat planten juist deel amoniak en fosfaat etc etc wegsnoepen uit het water zodat het filter met nitrificerende bacterien minder te doen hebben.
Dus tja daarom zijn er ook voedingsbodems die amoniak produceren door organische stoffen die worden afgebroken om speciaal de planten dat te geven dus dan heb je ook weer niet veel aan dat tabel omdat er kunstmatig al extra amoniak wordt vrij gegeven aan het water.
Teminste dat is mijn interpretatie in een plantenbak.
 
Ik zou de uitleg van Gapak bijna begrijpen maar ergens in het begin loop ik toch vast :DD :DD;).
Het zal voor leden met wat scheikundige kennis wellicht prima te begrijpen zijn maar op dat punt schort het er een beetje aan bij mij:sorry:
 
Ja en nee.

Het klopt gewoon dat als ammoniakale stikstof aanwezig is als ammonium dit geen kwaad kan.

Maar... daar is een (relatief) lage pH voor nodig...
En... als er ammonium aanwezig is, is er vaak ook een nitriet probleem.

En laat bij nitriet nu net het omgekeerde waar zijn: hoe lager de pH, hoe slechter.



Slecht onthouden dan ;-)

Het zal eerder omgekeerd zijn. De zuurconstante van ammonium is 9,25. Dus bij een pH van 9,25 = het 50/50.

Bij de door jou genoemde pH van 7,5 is het in feite 1,6% ammoniak, de rest is ammonium.
Bij een pH van 7 kom ik volgens mijn berekening uit op 0,5%. Is wel een beetje temperatuursafhankelijk uiteraard en de vraag hoe je het uitdrukt.

Hier zijn de berekeningen die ik in excel heb staan, je kan deze overnemen in een eigen rekenblad (er staat wel meer in mijn rekenblad, dus vandaar dat het allemaal wat 'her en der' lijkt te staan qua cellen):

In cel C28 staat mijn nitrietgehalte.
In cel C26 het ammoniumgehalte
In cel G2 het ammoniakgehalte

Hoe het ammonium- en ammoniakgehalte uitrekenen:
eerst is het belangrijk te weten dat elke testset de totale hoeveelheid ammoniakale stikstof meet, maar dat die soms wordt uitgedrukt als ammonium, dan weer als ammoniak en dan weer als stikstof. Het is belangrijk om eerst uit te zoeken hoe de door jou gebruikte testset meet.

In mijn rekenfile staan de 3 opties:
Uitgedrukt in ammonium staat in cel K39, ammoniak in cel K40 en stikstof in cel K41. Ammoniak zet ik dan in cel N van die respectievelijke rijen om ammonium uit te rekenen:

Het ammoniumgehalte is dan respectievelijk:
=(K39)-(N39*18,0385/17,0305)
=(K40*18,0385/17,0305)-(N40*18,0385/17,0305)
OF
=(K41*18,0385/14,0067)-(N41*18,0385/17,0305)

en het ammoniakgehalte:
=17030,5*(((K39/18038,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))
=17030,5*(((K40/17030,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))
=17030,5*(((K41/14006,7)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))

Om het vergelijken makkelijk te maken zet ik de som van ammonium en ammoniak in cel O1.

Vervolgens reken ik het pH bereik uit waarin er geen vuiltje aan de lucht is uitgaande van ammonium resp nitraat:

De pH moet lager zijn dan (cel H26):
=ALS(((C26/18038,5)+((G2-0,015)/17030,5))<0;10;(9,25+LOG((0,000000881)/((C26/18038,5)+((G2-0,015)/17030,5)))))

De pH moet hoger zijn dan (cel H28):
=ALS(C28<0,000391427902920468;4;3,398+LOG(((C28/46005,5)-(0,0000000085082))/(0,0000000085082)))

Tevens heb ik een eigen tabel in 4 zones verdeeld. Die controleer ik a.d.h.v. volgende formules:

cel B32
=ALS(O1<0,025;ALS(C28<0,09;1;0);0)

Als dit een 1 geeft is alles safe.

cel B35
=ALS(EN(O1>0,025;C28<0,095);1;0)

Dit is de zone waarin ik eigenlijk meestal zit in mijn aquarium (ik meet heel laag op ammonium en nitriet). Deze zone betekent eigenlijk dat er niets aan de hand is in het aangegeven pH-bereik. Moest ik hier toch ooit buiten zitten dan zal ik altijd proberen de pH aan te passen naar de veilige zone. Tenzij de veilige zone meer dan 0,5 pH-eenheden verschilt van de actuele waarde, dan zal ik opteren voor een waterverversing van 50%

=ALS(SOM(B32:B33;B35)=0;1;0)

Als dit een 1 zou geven onderneem ik persoonlijk dezelfde actie als beschreven voor de vorige zone. Alleen voeg ik daar als extra nog aquariumzout aan toe (5g / 100l). Dit helpt de vissen zichzelf beter te beschermen tegen het nitriet.

=ALS(OF(C28>2;H28>=(H26-0,1));1;0)

Als dit een 1 geeft is dit de ergste zone. Dit betekent gewoon meteen water verversen. Geen tijd te verliezen.

D2 is je pH waarde?
Wat ik even niet volg:
- in k40 staat je ammoniak waarde toch? dan is n40 toch gelijk aan k40? waarom dan die formule: =17030,5*(((K40/17030,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))
- in k39 staat je ammonium, dan waarom de formule: (K39)-(N39*18,0385/17,0305)
 
Wat me ook opvalt is dat je de molmassa's steeds anders gebruikt.
De molmassa van ammoniak is bijvoorbeeld 17,0307, van ammonium 18,0386 en stikstof 14,007 mg/l
De ene keer gebruik je de mg/l dus 17.. 18.. en 14..
En dan weer een factor 1000 hoger dus 17000 18000 en 14000
 
D2 is inderdaad de pH-waarde. was ik vergeten vermelden. Mijn excuses.

- in k40 staat je ammoniak waarde toch? dan is n40 toch gelijk aan k40? waarom dan die formule: =17030,5*(((K40/17030,5)*(10^(-9,25))))/((10^(-D$2))+(10^(-9,25)))

Nee, K40 is niet de ammoniakwaarde, maar het totaal gemeten gehalte aan ammoniakale stikstof uitgedrukt als ammoniak. De berekening maakt hiervan het werkelijke ammoniakgehalte (of aandeel, hoe je het wilt noemen) .

- in k39 staat je ammonium, dan waarom de formule: (K39)-(N39*18,0385/17,0305)

Idem, maar dan voor ammonium. dit is het geval indien de door jou gebruikte testset zich uitdrukt in ammonium.

In feite heb je dus maar 1 rij nodig, welke is afhankelijk van de testset je gebruikt.

Wat me ook opvalt is dat je de molmassa's steeds anders gebruikt.
De molmassa van ammoniak is bijvoorbeeld 17,0307, van ammonium 18,0386 en stikstof 14,007 mg/l
De ene keer gebruik je de mg/l dus 17.. 18.. en 14..
En dan weer een factor 1000 hoger dus 17000 18000 en 14000

Molmassa's worden niet uitgedrukt in mg/l maar in mol per liter. Wanneer ik gewoon de verhouding van het ene naar het andere moet omrekenen, gebruik ik deze daarom uitgedrukt in mol per liter zoals je ze kan terugvinden op internet of zelf kan berekenen, dus inderdaad 17,... 18, ... en 14,....

Maar als ik moet gaan rekenen met de zuurconstante dan heb ik de molariteiten nodig. En als ik die bereken a.d.h.v. een beginconcentratie uitgedrukt in mg/l dan zou ik uitkomen op millimolair (mg/L / (g/mol) = mg.mol/g.L = mmol/L = mM). Dus in de delen van de berekening waar dat er toe doet reken ik niet met de molaire massa's in gram per mol maar in milligram per mol. En dan liggen die inderdaad een factor 1000 hoger. Maar dan deelt de milligram van de milligram per liter wel weg met de milligram van de milligram per mol en houdt ik mol per liter over.
 
Typo van mij ik bedoelde inderdaad mol.
Thx
 
Zal hem ook eens uitproberen/uitbouwen/copyeren in Excel. Blijf me altijd facineren in waterwaardes en de verhouding in je aquarium.

Thx @gapak
 

Terug
Bovenaan