De Bronsted-Lowry-theorie definieert zuren en basen op basis van hun vermogen om waterstofprotonen te doneren en te accepteren. De Henderson-Hasselbalch-vergelijking bouwt voort op die definities om een formule te maken voor het vinden van de pH of concentraties van een bufferoplossing. Nauwkeurige bufferoplossingen kunnen worden gebruikt bij titratie of voor industrieel gebruik, zoals de productie van shampoo.
Volgens de Bronsted-Lowry-theorie is een zuur elk molecuul dat in staat is een waterstofproton af te staan, terwijl een base een molecuul is dat in staat is het proton te accepteren. Dissociatiereactie van het zuur, HA, resulteert in een H + die wordt gedoneerd en een A - . Deze A - wordt dan de geconjugeerde base genoemd. De Henderson-Hasselbalch-vergelijking is gebouwd met behulp van deze dissociatiereactie zoals herwerkt voor de zure dissociatieconstante.
Een zuurdissociatieconstante, aangeduid als Ka, is het evenwichtspunt voor de dissociatiereactie. Het wordt weergegeven in de formule Ka = ([A - ] [H + ]) / [HA], waarbij A - , H + en HA de respectieve concentraties in mol per liter voorstellen. Omdat de Henderson-Hasselbalch-vergelijking de pH oplost, moet de K a- vergelijking worden aangepast.
De conversie werkt rond het feit dat pH = -log [H + ], wat betekent dat dit in de geconverteerde vergelijking moet verschijnen. A -log wordt vermenigvuldigd met beide zijden van de K a- vergelijking voor -logK a = -log ([A - ] [H + ]) / [HA] en de logaritmische verdeling converteert dit naar -logK = -log [H + ] + (-log ([A - ] / [HA])). Met behulp van de definitie van pH en het feit dat pK a = -logK, kan het worden geschreven pK a = pH - log ([A - ] / [HA]). In termen van pH wordt dat pH = pK + log ([A - ] / [HA]).
De Henderson-Hasselbalch-vergelijking kan worden gebruikt door de bekende concentratie van de geconjugeerde base in te plaatsen voor A - en de bekende zwakke zuurconcentratie in voor HA. Een voorbeeldbufferoplossing kan 0,10 mol azijnzuur (HC2H302) en 0,45 mol acetaation (C2H302) met een pK-waarde van 1,7 x 10-5 omvatten . De resulterende vergelijking: pH = -log (1,7 x 10-5 ) + log (0,45 / 0,10) = 5,4.
Het oplossen van de Henderson-Hasselbalch-vergelijking voor de concentratie van het zuur of de base kan bepalen hoeveel te gebruiken bij het maken van een bufferoplossing. Buffers worden gebruikt in titraties om de pH-waarde van andere zuur-baseparen te bepalen. Ze hebben ook industriële toepassingen waar de pH goed beheerd moet worden. Shampoo wordt niet te bijtend en bier wordt niet bedorven door de toevoeging van goed berekende buffers.
