Η θεωρία Bronsted-Lowry ορίζει τα οξέα και τις βάσεις με βάση την ικανότητά τους να δωρίζουν και να δέχονται πρωτόνια υδρογόνου. Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch βασίζεται σε αυτούς τους ορισμούς για να δημιουργήσει έναν τύπο για την εύρεση του pH ή των συγκεντρώσεων ενός ρυθμιστικού διαλύματος. Τα ακριβή ρυθμιστικά διαλύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην τιτλοδότηση ή για βιομηχανικές χρήσεις όπως η κατασκευή σαμπουάν.
Σύμφωνα με τη θεωρία Bronsted-Lowry, οξύ είναι κάθε μόριο ικανό να δώσει ένα πρωτόνιο υδρογόνου, ενώ μια βάση είναι ένα μόριο ικανό να δεχτεί το πρωτόνιο. Η αντίδραση διάστασης του οξέος, ΗΑ, έχει ως αποτέλεσμα ένα Η+ που δίνεται και ένα Α-. Αυτό το Α- τότε ονομάζεται συζυγής βάση. Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch χτίζεται χρησιμοποιώντας αυτήν την αντίδραση διάστασης, όπως επαναδιατυπώθηκε για τη σταθερά διάστασης οξέος.
Μια σταθερά διάστασης οξέος, που συμβολίζεται με Ka, είναι το σημείο ισορροπίας για την αντίδραση διάστασης. Αντιπροσωπεύεται στον τύπο Ka = ([A-][H+]) / [HA], όπου τα A-, H+ και HA αντιπροσωπεύουν τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις σε moles ανά λίτρο. Εφόσον η εξίσωση Henderson-Hasselbalch λύνει το pH, η εξίσωση Ka πρέπει να επεξεργαστεί εκ νέου.
Η μετατροπή λειτουργεί γύρω από το γεγονός ότι pH = -log[H+], που σημαίνει ότι αυτό θα πρέπει να εμφανίζεται στην εξίσωση μετατροπής. Ένα -log πολλαπλασιάζεται και στις δύο πλευρές της εξίσωσης Ka για -logKa = -log([A-][H+]) / [HA] και στη συνέχεια η λογαριθμική κατανομή το μετατρέπει σε -logK = -log[H+] + (-log ([A-] / [HA])). Χρησιμοποιώντας τον ορισμό του pH και το γεγονός ότι pKa = -logK, μπορεί να γραφεί pKa = pH – log ([A-] / [HA]). Όσον αφορά το pH, αυτό γίνεται pH = pK + log ([A-] / [HA]).
Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch μπορεί να χρησιμοποιηθεί τοποθετώντας τη γνωστή συγκέντρωση της συζυγούς βάσης για το Α- και τη γνωστή συγκέντρωση ασθενούς οξέος για το ΗΑ. Ένα παράδειγμα ρυθμιστικού διαλύματος μπορεί να περιλαμβάνει 0.10 moles οξικού οξέος (HC2H3O2) και 0.45 moles οξικού ιόντος (C2H3O2) με τιμή pK 1.7 x 10-5. Η προκύπτουσα εξίσωση: pH = -log (1.7 χ 10-5) + log (0.45 / 0.10) = 5.4.
Η επίλυση της εξίσωσης Henderson-Hasselbalch αντί για τη συγκέντρωση είτε του οξέος είτε της βάσης μπορεί να καθορίσει πόσο θα χρησιμοποιηθεί κατά τη δημιουργία ενός ρυθμιστικού διαλύματος. Ρυθμιστικά διαλύματα χρησιμοποιούνται σε τιτλοδοτήσεις για τον προσδιορισμό του επιπέδου pH άλλων ζευγών οξέος-βάσης. Έχουν επίσης βιομηχανικές χρήσεις όπου το pH χρειάζεται καλή διαχείριση. Το σαμπουάν δεν γίνεται πολύ καυστικό και η μπύρα δεν χαλάει λόγω της προσθήκης καλά υπολογισμένων ρυθμιστικών.