Uma das definições mais antigas usadas no estudo da química ácido-base é derivada por Svante August Arrhenius no final do século XIX. Arrhenius definiu ácidos como substâncias que aumentam a concentração de íons de hidrogênio quando adicionados à água. Ele definiu uma base como uma substância que aumenta os íons hidróxido quando adicionada à água. Os químicos normalmente se referem às bases de Arrhenius como aceitadores de prótons e aos ácidos de Arrhenius como doadores de prótons. Esta definição é muito geral porque descreve a química ácido-base apenas em soluções aquosas. Para representar a transferência do íon hidrogênio para a água a partir do ácido clorídrico sólido, esta equação química descreve a transferência de íons hidrogênio para formar íons hidrônio:
As equações químicas usam abreviações da Tabela Periódica dos Elementos. Hidrogênio é abreviado como H, oxigênio por O, Cloro por Cl e Sódio é abreviado por Na. Carregada íons são indicados por sinais de mais (+) e menos (-) para íons carregados positiva e negativamente respectivamente. Um íon carregado positivamente sem um número significa um íon carregado positivamente. Um sinal de menos próximo a um íon carregado negativamente sem um número é considerado como um íon carregado negativamente. Se mais de um íon estiver presente, esse número será usado. As substâncias iniciais misturadas são chamadas de reagentes e são sempre colocadas no lado esquerdo da equação química. Os reagentes fazem produtos. Os produtos estão sempre listados no lado direito da equação. Acima da seta, entre reagentes e produtos, mostra um solvente, se for usado; se calor ou outro catalisador for usado na reação, ele será listado acima da seta. A seta também mostra em qual direção a reação ocorrerá. Em casos de reações que continuam até que o equilíbrio seja alcançado, duas setas indo em direções opostas são usadas.
HCl (g) = ácido clorídrico sólido (em um aglutinante). Água é o solvente e os produtos são o íon hidrogênio carregado positivamente em solução aquosa e o íon cloreto carregado negativamente em solução aquosa. A reação prossegue da esquerda para a direita. O ácido de Arrhenius produz íons de hidrogênio.
NaOH (s) = solução de hidróxido de sódio. Água é o solvente e os produtos são o íon sódio carregado positivamente em solução aquosa e o íon hidróxido carregado negativamente em solução aquosa. A base de Arrhenius produz íons hidrônio.
Arrhenius definiu ácidos e bases em soluções aquosas. Portanto, qualquer ácido que se dissolva em água pode ser considerado um ácido de Arrhenius e qualquer base que se dissolva em água pode ser considerada uma base de Arrhenius.