Una semplice soluzione tampone consiste in una soluzione di un acido e un sale della base coniugata dell’acido. Ad esempio, l’acido può essere acido acetico e il sale può essere acetato di sodio.L’equazione di Henderson-Hasselbalch mette in relazione il pH di una soluzione contenente una miscela dei due componenti con la costante di dissociazione acida, Ka, e le concentrazioni delle specie in soluzione. Per ricavare l’equazione è necessario fare una serie di ipotesi semplificatrici.,La miscela ha la capacità di resistere alle variazioni di pH quando viene aggiunta una piccola quantità di acido o base, che è la proprietà di definizione di una soluzione tampone.

Ipotesi 1: L’acido è monobasico e si dissocia secondo l’equazione

HA HA H + + A − {\displaystyle {\ce {HA}}\leftrightharponi {\ce {H^+}}+{\ce {A^ -}}}

Resta inteso che il simbolo H+ sta per lo hydr idronio idrato. L’equazione di Henderson-Hasselbalch può essere applicata ad un acido polibasico solo se i suoi valori PK consecutivi differiscono di almeno 3. L’acido fosforico è un tale acido.

Ipotesi 2., L’autoionizzazione dell’acqua può essere ignorata.

Questa ipotesi non è valida con valori di pH superiori a circa 10. Per tali casi l’equazione del bilancio di massa per l’idrogeno deve essere estesa per tenere conto dell’autoionizzazione dell’acqua.

CH = + Ka-Kw / CA = + Ka

e il pH dovrà essere trovato risolvendo simultaneamente le due equazioni dell’equilibrio di massa per le due incognite, e .

Ipotesi 3: Il sale MA è completamente dissociato in soluzione., Ad esempio, con acetato di sodio

Na(CH3CO2) → Na+ + CH3CO2−

Ipotesi 4: Il quoziente dei coefficienti di attività , Γ {\displaystyle \Gamma}, è una costante nelle condizioni sperimentali coperte dai calcoli.,

La costante di equilibrio termodinamico, K ∗ {\displaystyle K^{*}} ,

K ∗ = × γ H + γ A − γ H {\displaystyle K^{*}={\frac {}{}}\times {\frac {\gamma _{{\ce {H+}}}\gamma _{{\ce {A^-}}}}{\gamma _{HA}}}} K a = K ∗ / Γ = {\displaystyle K_{a}=K^{*}/\Gamma ={\frac {}{}}}

Riarrangiamento di questa espressione e prendendo i logaritmi fornisce Henderson–Hasselbalch equazione

pH = p K + log 10 ⁡ ( ) {\displaystyle {\ce {pH}}={\ce {p}}K_{{\ce {a}}}+\log _{10}\left({\frac {}{}}\right)}