Acidul sulfuric fumos, numit mai frecvent oleum, este produs prin dizolvarea trioxidului de sulf (SO3) în acid sulfuric concentrat (H2SO4). Rezultă un amestec de compuși, inclusiv acid sulfuric, acid disulfuric (H2S2O7) și trioxid de sulf liber. Fiind volatil, trioxidul de sulf face ca acidul să se fumeze, deoarece absoarbe umiditatea din aer, creând un nor de picături mici de acid sulfuric. Acidul sulfuric fumos este produs prin procesul industrial normal folosit pentru a produce acid sulfuric, iar cea mai mare parte este transformat în această substanță chimică. O proporție relativ mică, totuși, este reținută ca oleum și utilizată la fabricarea de explozivi, droguri și coloranți.
Procesul industrial utilizat pentru fabricarea acidului sulfuric începe prin oxidarea dioxidului de sulf (SO2) pentru a produce trioxid de sulf; această substanță ar putea reacționa cu apa (H2O) pentru a produce acid sulfuric. Această reacție, totuși, este prea violentă pentru a fi controlată cu ușurință și, prin urmare, trioxidul de sulf este în schimb dizolvat în acid sulfuric concentrat existent pentru a forma oleum – acid sulfuric fumant. Cea mai mare parte a acestuia este apoi transformată în acid sulfuric prin adăugarea cu atenție la volumul adecvat de apă. Atâta timp cât oleum este adăugat în apă, mai degrabă decât invers, reacția, deși exotermă, este controlabilă. Oleum-ul rămas poate fi folosit pentru alte utilizări industriale.
Oleum este disponibil în diferite grade, în funcție de cantitatea de trioxid de sulf dizolvat. Containerele vor indica gradul indicând proporția de trioxid de sulf liber – de exemplu, 20%, 30% sau 65%. Oleum este în mod normal un lichid uleios, fumos, dar unele forme sunt solide la temperatura camerei.
Trioxidul de sulf reacționează cu acidul sulfuric pentru a produce acid disulfuric, numit și acid pirosulfuric: SO3 + H2SO4 → H2S2O7. Acidul disulfuric pur este solid la temperatura camerei, dar este rar utilizat fie industrial, fie în laborator. În oleum, există alături de acid sulfuric, trioxid de sulf liber și, eventual, unele molecule mai complexe.
Acidul sulfuric fumos este un agent de deshidratare chiar mai puternic decât acidul sulfuric. Reacționează foarte violent cu apa, eliberând multă căldură și pulverizare acidă, cu excepția cazului în care este adăugat lent în apă. La fel ca acidul sulfuric, elimină apa din carbohidrați, lăsând carbon, astfel încât să carbonizeze hârtia, lemnul și multe alte materiale organice. Este eliberată atât de multă căldură prin această reacție încât poate provoca arderea.
O aplicație majoră a acidului sulfuric fumant este în reacțiile de nitrare. Este amestecat cu acid azotic pentru a produce ioni de nitroniu (NO2+) care adaugă grupări nitro (NO2) compușilor organici. Pentru multe dintre aceste reacții este esențial să nu fie prezentă apă. Acest lucru se realizează de obicei prin amestecarea acidului azotic comercial – 68.5% – cu acid sulfuric fumos, astfel încât acesta din urmă să absoarbă toată apa. Reacțiile de nitrare sunt importante în producerea de explozivi și coloranți.
Oleum este, de asemenea, folosit ca agent de sulfonare în chimia organică. Aceasta înseamnă că poate adăuga o grupare de acid sulfonic (SO3H) la un compus organic. Compușii sulfonați includ medicamente importante, cum ar fi sulfonamide, precum și detergenți și coloranți.
Datorită proprietăților sale de deshidratare, reacției violente cu apa și volatilității, acidul sulfuric fumos este o substanță chimică foarte periculoasă cu care se lucrează. Provoacă arsuri grave la contactul cu pielea, iar inhalarea fumului poate provoca leziuni grave ale sistemului respirator. În laboratoare, experimentele folosind acest acid sunt efectuate în mod normal în interiorul unei hote.