Een waterige oplossing van ammoniak fungeert als een zwakke base omdat deze een proton (H+) uit water kan opnemen. Wanneer ammoniak oplost in water, ondergaat het een reactie met water om ammoniumionen (NH4+) en hydroxide-ionen (OH-) te vormen. De evenwichtsconstante voor deze reactie is klein, wat betekent dat slechts een kleine hoeveelheid ammoniak wordt omgezet in ammoniumionen en hydroxide-ionen. De kleine hoeveelheid geproduceerde hydroxide-ionen is echter voldoende om de oplossing basisch te maken.

De reactie tussen ammoniak en water kan worden weergegeven door de volgende vergelijking:

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

De evenwichtsconstante voor deze reactie is:

Kb =[NH4+][OH-]/[NH3]

Bij 25°C is Kb =1,8 × 10^-5. Dit betekent dat voor elke mol ammoniak die in water oplost, slechts 1,8 x 10^-5 mol ammoniumionen en hydroxide-ionen worden geproduceerd.

De kleine hoeveelheid hydroxide-ionen die wordt geproduceerd, is voldoende om de oplossing basisch te maken. Dit komt omdat hydroxide-ionen sterke basen zijn en ze volledig kunnen dissociëren in water om waterstofionen (H+) en hydroxide-ionen te vormen. De waterstofionen die worden geproduceerd door de dissociatie van hydroxide-ionen reageren met water en vormen hydroniumionen (H3O+). Hydroniumionen zijn verantwoordelijk voor de zuurgraad van oplossingen.

De pH van een waterige ammoniakoplossing kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:

pH =14 - pOH

De pOH van een waterige ammoniakoplossing kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:

pOH =-log[OH-]

Bij 25°C is de pH van een 0,1 M ammoniakoplossing 11,63. Dit betekent dat de oplossing basisch is.