Reaktionen, der opstår, når ammoniak opløses i vand, er som følger:
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
I denne reaktion reagerer ammoniakmolekyle med vand for at danne ammoniumioner NH4+ og hydroxidioner OH-. Tilstedeværelsen af hydroxidioner i opløsningen øger dens pH, hvilket gør den mere basisk.
For en opløsning med en pH på 10 ved stuetemperatur kan koncentrationen af hydroxidioner [OH-] beregnes ved hjælp af følgende formel:
[OH-] =10^(-pH) =10^(-10) M =1 x 10^-10 M
Derfor er hydroxidionerne (OH-) i en ammoniakopløsning med en pH på 10 ansvarlige for opløsningens basiske natur og høje pH.