Yksi menetelmä rikkihapon valmistamiseksi on hydratoida rikkitrioksidimolekyyli (SO3) vesimolekyylillä (H2O). Reaktio on SO3 + H2O → H2SO4. On selvää, että rikkihapolla on läheinen yhteys veteen; lisäksi se liukenee täydellisesti veteen. Väkevän rikkihapon yhdistäminen veden kanssa on mahdollisesti vaarallista, koska reaktio voi olla raju. Tämä johtuu siitä, että nämä kaksi ainetta ovat vuorovaikutuksessa – ei vain yhden tai kahden mekanismin kautta – vaan lukuisten mekanismien kautta, joista jokainen lisää vähitellen koko energian vapautumista.
Puhdas rikkihappo ei ole vain polaarinen; se voi itse ionisoitua protoninsiirron kautta, prosessi, joka tunnetaan nimellä “auto-protolysis”. Tämä ionisaatioreaktio kirjoitetaan 2 H2SO4 → [H3SO4]+[HSO4]-. Tämä ilmiö helpottaa rikkihapon ja veden muodostumista vetysidoksiin. Tällöin energia lämmön muodossa tulee ympäröivään järjestelmään.
Siellä, missä on käytettävissä vety-, typpi-, happi- ja fluoriatomeja, he voivat muodostaa heikkoja sidoksia, joita kutsutaan “vety -sidoksiksi”. Rikkihapon tapauksessa yksi tai kaksi vetyioneja voi jättää hapon liittymään lähellä oleviin vesimolekyyleihin. Tällaisia positiivisesti varautuneita “hydronium” -ioneja (H3O+) muodostuu helposti, koska vesimolekyylien happiatomit tarjoavat elektronirikkaita ympäristöjä, joihin vedetään vetyioneja. Hydroniumionin geometria on symmetrisempi kuin vesimolekyyli. Tämä mahdollistaa tasaisen varauksen jakautumisen, mikä lisää energian vapautumista järjestelmään, kun rikkihappo ja vesi yhdistetään.
Vielä yksi symmetrian tukema energian vapautuminen on kaksinkertaisesti varautuneen sulfaattianionin (SO4-2) muodostuminen. Kaksi vapaata elektronia voivat asua missä tahansa neljästä happiatomista. Kuten varaukset karkottavat toisiaan ja vapauttavat siten energiaa järjestelmään, jos ne voivat paeta ionin ulkoalueille; on selvää, että tämä toiminta vapauttaa energiaa, koska päinvastoin – samanlaisten varausten yhdistäminen – vie energiaa. Rikkihapon ja veden korkeat dielektriset vakiot mahdollistavat korkean varaussuojan, kun ne yhdistetään. Lisää tähän lisävakautus, jonka mahdollistavat ylimääräiset vesikerrokset, jotka ympäröivät sisintä vetyä sitovaa kerrosta.
Edellä mainituista syistä on noudatettava varovaisuutta yhdistettäessä väkevää rikkihappoa ja vettä. Happo tulee lisätä vähitellen sekoitettavaan veteen eikä päinvastoin. Tämä estää liiallisen lämmön vapautumisen, mikä johtaa äkilliseen kiehumiseen ja hapon voimakkaaseen poistumiseen joko iholle tai silmiin. Rikkihapon ja veden yhdistelmää käytetään lannoitteiden valmistuksessa, teräksen valmistuksessa, Kraft -massan valkaisussa ja autojen akkuissa.