Teorija Bronsted-Lowryja definira kiseline i baze na temelju njihove sposobnosti da doniraju i prihvate vodikove protone. Henderson-Hasselbalchova jednadžba temelji se na tim definicijama kako bi se stvorila formula za pronalaženje pH ili koncentracija puferske otopine. Točne puferske otopine mogu se koristiti za titraciju ili za industrijsku upotrebu kao što je proizvodnja šampona.
Prema teoriji Bronsted-Lowryja, kiselina je svaka molekula sposobna donirati proton vodika, dok je baza molekula sposobna prihvatiti proton. Reakcija disocijacije kiseline, HA, rezultira doniranim H+ i A-. Ovaj A- se tada naziva konjugirana baza. Henderson-Hasselbalchova jednadžba je izgrađena korištenjem ove reakcije disocijacije koja je prerađena za konstantu disocijacije kiseline.
Konstanta disocijacije kiseline, označena Ka, ravnotežna je točka za reakciju disocijacije. Predstavljen je u formuli Ka = ([A-][H+]) / [HA], gdje A-, H+ i HA predstavljaju odgovarajuće koncentracije u molovima po litri. Budući da Henderson-Hasselbalchova jednadžba rješava pH, Ka jednadžbu treba preraditi.
Pretvorba se temelji na činjenici da je pH = -log[H+], što znači da bi se to trebalo pojaviti u pretvorenoj jednadžbi. A -log se množi na obje strane Ka jednadžbe za -logKa = -log([A-][H+]) / [HA], a zatim logaritamska distribucija to pretvara u -logK = -log[H+] + (-log ([A-] / [HA])). Koristeći definiciju pH i činjenicu da je pKa = -logK, može se napisati pKa = pH – log ([A-] / [HA]). Što se tiče pH, to postaje pH = pK + log ([A-] / [HA]).
Henderson-Hasselbalchova jednadžba može se koristiti postavljanjem poznate koncentracije konjugatne baze za A- i poznate koncentracije slabe kiseline za HA. Primjer puferske otopine može uključivati 0.10 mola octene kiseline (HC2H3O2) i 0.45 mola acetatnog iona (C2H3O2) s pK vrijednošću 1.7 x 10-5. Rezultirajuća jednadžba: pH = -log (1.7 x 10-5) + log (0.45 / 0.10) = 5.4.
Rješavanje Henderson-Hasselbalchove jednadžbe umjesto koncentracije kiseline ili baze može odrediti koliko treba koristiti pri stvaranju puferske otopine. Puferi se koriste u titracijama za određivanje pH razine drugih kiselinsko-baznih parova. Također imaju industrijsku upotrebu gdje god treba dobro upravljati pH. Šampon ne postane previše zajedljiv, a pivo od kvarenja zbog dodavanja dobro proračunatih pufera.