La ionizzazione dell'ammoniaca nell'acqua può essere rappresentata dalla seguente equazione chimica:
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
In questa reazione, una molecola di ammoniaca (NH3) accetta uno ione idrogeno (H+) da una molecola di acqua (H2O), formando uno ione ammonio (NH4+). Contemporaneamente, la molecola d'acqua che dona lo ione idrogeno rilascia uno ione idrossido (OH-).
La costante di equilibrio (Kb) per la ionizzazione dell'ammoniaca in acqua a temperatura ambiente (25°C) è circa 1,8 x 10-5. Ciò indica che la ionizzazione dell'ammoniaca è un processo relativamente debole, il che significa che la maggior parte delle molecole di ammoniaca rimangono non ionizzate in soluzione.
La presenza di ioni ammonio e idrossido nella soluzione contribuisce alle proprietà basiche dell'ammoniaca acquosa. Gli ioni idrossido prodotti durante la ionizzazione possono reagire con altri acidi presenti nella soluzione, portando ad un aumento del pH e ad una diminuzione dell'acidità della soluzione.