A teoria de Bronsted-Lowry define ácidos e bases com base em sua capacidade de doar e aceitar prótons de hidrogênio. A equação de Henderson-Hasselbalch baseia-se nessas definições para criar uma fórmula para encontrar o pH ou as concentrações de uma solução tampão. Soluções de buffer precisas podem ser usadas na titulação ou para usos industriais, como a fabricação de xampus.
De acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, um ácido é qualquer molécula capaz de doar um próton de hidrogênio, enquanto uma base é uma molécula capaz de aceitar o próton. A reação de dissociação do ácido, HA, resulta em um H + doado e um A - . Este A - é então chamado de base conjugada. A equação de Henderson-Hasselbalch é construída usando esta reação de dissociação como retrabalhada para a constante de dissociação ácida.
Uma constante de dissociação ácida, denominada K a , é o ponto de equilíbrio para a reação de dissociação. Está representado na fórmula K a = ([A - ] [H + ]) / [HA], onde A - , H + e HA representam as respectivas concentrações em moles por litro. Como a equação de Henderson-Hasselbalch resolve o pH, a equação K a precisa ser retrabalhada.
A conversão opera em torno do fato de que pH = -log [H + ], significando que isso deve aparecer na equação convertida. Um log é multiplicado nos dois lados da equação K a para -logK a = -log ([A - ] [H + ]) / [HA] e, em seguida, a distribuição logarítmica converte isso em -logK = -log [H + ] + (-log ([A - ] / [HA])). Usando a definição de pH, e o fato de que pK a = -logK, pode-se escrever pK a = pH - log ([A - ] / [HA]). Em termos de pH, isso se torna pH = pK + log ([A - ] / [HA]).
A equação de Henderson-Hasselbalch pode ser usada colocando a concentração conhecida da base conjugada em A - e a concentração de ácido fraco conhecida em HA. Um exemplo de solução tampão pode incluir 0,10 moles de ácido acético (HC2H3O2) e 0,45 moles de íon acetato (C2H3O2) com um valor de pK de 1,7 x 10-5 . A equação resultante: pH = -log (1,7 x 10-5 ) + log (0,45 / 0,10) = 5,4.
A solução da equação de Henderson-Hasselbalch para a concentração do ácido ou da base pode determinar quanto usar ao criar uma solução tampão. Os tampões são usados nas titulações para determinar o nível de pH de outros pares ácido-base. Eles também têm usos industriais sempre que o pH precisa ser bem gerenciado. Evita-se que o shampoo se torne muito cáustico e a cerveja não estrague devido à adição de tampões bem calculados.
