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Ammonium

Synonym: NH4+

1 Definition

Ammonium ist ein Kation, das sowohl in der Biologie, in der Humanmedizin, als auch in der Chemie eine sehr große Rolle spielt.

2 Reaktionsverhalten

Von seinem Reaktionsverhalten her ähnelt Ammonium stark den Ionen von Alkalimetallen. Ein prominentes Beispiel ist hier das Ammoniumnitrat bzw. der Ammoniumsalpeter (NH4NO3). Weiterhin besitzt Ammonium sehr große Ähnlichkeit mit Ammoniumchlorid (Salmiak). Letzteres ist die konjugierte Säure zu der basischen Substanz Ammoniak (NH3). Strukturell ähnelt Ammonium sehr stark den quartären Ammoniumverbindungen; diese besitzen allerdings anstatt Wasserstoffatomen 4 organische Reste als Bindungspartner.

3 Bedeutung in der Biologie

Ammonium ist in der Natur das häufigste Abbauprodukt von Proteinen. Bei der bakteriellen Destruktion von abgestorbener Biomasse entsteht als Endprodukt der Zersetzungsprozesse Ammonium. Eine Vielzahl von im Wasser lebenden Organismen, so auch alle Fische, scheiden Ammonium über die Kiemen als Endprodukt aus. Im Rahmen des Stickstoffkreislaufes wird in Gewässern und im Boden eingelagertes Ammonium durch weitere Reaktionsschritte entgiftet. Diese Reaktionsfolge stellt sich wie folgt dar: Die Bakterienart Nitrosomonas oxidiert das Ammonium zu dem bereits deutlich weniger schädlichem Nitrit. Dieses wiederum wird von Bakterien der Gattung Nitrobacter in einer weiteren Oxidationsreaktion zu Nitrat umgewandelt. Man nennt diesen Prozess, der neben den genannten Bakterienstämmen auch von Archaea vollzogen werden kann, Nitrifikation. Die Belastung des Bodens wird durch diesen Vorgang verringert und in Gewässern gehört die Nitrifikation zu dem wichtigen Prozess der Selbstreinigung.

4 Bedeutung in der Chemie

  • soll eine Substanz auf den Gehalt an Ammonium bzw. Ammoniak untersucht werden, wird diese mit Natriumhydroxid (oder evtl. auch Natronlauge) vermischt. Die daraus folgende Reaktion führt zur Bildung von Ammoniak-haltigen Dämpfen, die man leicht mit der Nase wahrnehmen kann. Weiterhin ändert sich das Verhältnis in dem Reagenz zum Basischen hin, was mit einem pH-Teststreifen ebenfalls nachgewiesen werden kann.
  • eine weitere Nachweismöglichkeit stellt die sog. Nesslers Reagenz dar. Dieses Verfahren eignet sich auch zur Bestimmung von Aminen. Im Rahmen der Berthelot-Reaktion kann Ammonium anhand der sich entwickelnden blauen Färbung nachgewiesen werden. Letztere erklärt sich durch die Entstehung von Indophenol
  • Ammonium besitzt einen pKs-Wert von 9,2

5 Bedeutung in der Humanmedizin

  • Ammonium besitzt die Fähigkeit, als starkes Neurotoxin zu wirken. Dies beruht auf seiner strukturellen und ladungsbezogenen großen Ähnlichkeit zu Kalium-Ionen. Es nimmt daher an einigen Stellen im menschlichen Körper deren Stellung ein (z. B. an Synapsen). Da es aber an den kaliumgesteuerten Kanälen und Rezeptoren nicht abgespalten werden kann, bewirkt es eine dauerhafte Nervenreizung. Die Entgiftung von Ammonium folgt dem Ammoniummechanismus.
  • Ammonium im Urin ist ein Hinweis auf Konkremente

Fachgebiete: Chemie

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