Reaktionen som uppstår när ammoniak löses i vatten är följande:
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
I denna reaktion reagerar ammoniakmolekylen med vatten för att bilda ammoniumjoner NH4+ och hydroxidjoner OH-. Närvaron av hydroxidjoner i lösningen ökar dess pH, vilket gör den mer basisk.
För en lösning med ett pH på 10 vid rumstemperatur kan koncentrationen av hydroxidjoner [OH-] beräknas med hjälp av följande formel:
[OH-] =10^(-pH) =10^(-10) M =1 x 10^-10 M
Därför, i en ammoniaklösning med ett pH på 10, är hydroxidjonerna (OH-) ansvariga för lösningens basiska natur och höga pH.