Hoewel de Arrhenius-theorie een fundamenteel begrip van zuren en basen verschafte, heeft deze bepaalde beperkingen en omvat ze niet alle zuur-base-reacties die in chemische systemen worden waargenomen. Enkele van de beperkingen van de Arrhenius-definities zijn onder meer:

Toepasbaarheid in waterige oplossingen:

De Arrhenius-theorie is strikt genomen alleen toepasbaar in waterige oplossingen waarbij water als oplosmiddel dient. Er wordt geen rekening gehouden met zuur-base-reacties in niet-waterige oplosmiddelen, waarbij verschillende mechanismen en soorten betrokken kunnen zijn.

Onvolledige definitie van basen:

De Arrhenius-theorie definieert basen als stoffen die hydroxide-ionen (OH-) produceren wanneer ze in water worden opgelost. Er zijn echter tal van basische stoffen die geen hydroxide-ionen bevatten, zoals ammoniak (NH3) en natriumbicarbonaat (NaHCO3).

Onvolledige dissociatie:

Niet alle zuren en basen dissociëren volledig in water om ionen te produceren. Sommige verbindingen, zoals zwakke zuren en zwakke basen, dissociëren slechts gedeeltelijk, wat resulteert in een gedeeltelijke afgifte van H+ of OH-ionen. De Arrhenius-definities maken geen onderscheid tussen sterke en zwakke zuren en basen.

Zuur-basereacties zonder protonenoverdracht:

De Arrhenius-theorie richt zich uitsluitend op protonoverdrachtsreacties waarbij H+-ionen betrokken zijn. Er zijn echter andere soorten zuur-base-reacties waarbij geen sprake is van protonenoverdracht. De reactie van Lewis-zuren en Lewis-basen omvat bijvoorbeeld het delen van elektronenparen in plaats van protonenoverdracht.

Niet-waterige oplosmiddelen:

De Arrhenius-theorie beperkt zich tot het beschrijven van het zuur-base-gedrag in waterige oplossingen. In niet-waterige oplosmiddelen, zoals vloeibare ammoniak of geconcentreerd zwavelzuur, kunnen verschillende solvatatie-effecten en reactiemechanismen van toepassing zijn, waardoor een bredere definitie van zuren en basen nodig is die buiten het bereik van de Arrhenius-theorie valt.

Vanwege deze beperkingen werden meer omvattende theorieën, zoals de Bronsted-Lowry-theorie en de Lewis-theorie, ontwikkeld om een ​​algemener en alomvattender begrip te verschaffen van zuur-base-reacties in verschillende chemische systemen.