Dimljiva žveplova kislina, bolj pogosto imenovana oleum, nastane z raztapljanjem žveplovega trioksida (SO3) v koncentrirani žveplovi kislini (H2SO4). To povzroči mešanico spojin, vključno z žveplovo kislino, disžveplovo kislino (H2S2O7) in prostim žveplovim trioksidom. Zaradi hlapnosti žveplov trioksid povzroči, da kislina hlapi, saj absorbira vlago iz zraka in ustvari oblak drobnih kapljic žveplove kisline. Dimljiva žveplova kislina se proizvaja z običajnim industrijskim postopkom, ki se uporablja za izdelavo žveplove kisline, večina pa se pretvori v to kemikalijo. Relativno majhen delež pa se zadrži kot oleum in se uporablja pri proizvodnji eksplozivov, mamil in barvil.
Industrijski proces, ki se uporablja za proizvodnjo žveplove kisline, se začne z oksidacijo žveplovega dioksida (SO2) za proizvodnjo žveplovega trioksida; ta snov bi lahko reagirala z vodo (H2O), da bi nastala žveplova kislina. Vendar je ta reakcija preveč burna, da bi jo bilo mogoče zlahka nadzorovati, zato se žveplov trioksid namesto tega raztopi v obstoječi koncentrirani žveplovi kislini, da tvori oleum – dimečo žveplovo kislino. Večji del tega se nato pretvori v žveplovo kislino, tako da jo previdno dodamo ustrezni količini vode. Dokler je oleum dodan v vodo in ne obratno, je reakcija, čeprav eksotermna, nadzorovana. Preostali oleum se lahko uporabi za druge industrijske namene.
Oleum je na voljo v različnih razredih, odvisno od količine raztopljenega žveplovega trioksida. Vsebniki bodo označili razred z navedbo deleža prostega žveplovega trioksida – na primer 20%, 30% ali 65%. Oleum je običajno oljnata, dišeča tekočina, vendar so nekatere oblike trdne pri sobni temperaturi.
Žveplov trioksid reagira z žveplovo kislino, da nastane žveplova kislina, imenovana tudi pirožveplova kislina: SO3 + H2SO4 → H2S2O7. Čista žveplova kislina je pri sobni temperaturi trdna, vendar se le redko uporablja v industriji ali v laboratoriju. V oleumu obstaja poleg žveplove kisline, prostega žveplovega trioksida in morda še nekaterih kompleksnejših molekul.
Dimljiva žveplova kislina je še močnejše dehidracijsko sredstvo kot žveplova kislina. Zelo burno reagira z vodo, pri čemer sprošča veliko toplote in razpršene kisline, razen če se vodi počasi dodaja. Tako kot žveplova kislina odstranjuje vodo iz ogljikovih hidratov, pri čemer pušča ogljik, tako da zogleni papir, les in številne druge organske materiale. S to reakcijo se sprosti toliko toplote, da lahko povzroči izgorevanje.
Glavna uporaba dimeče žveplove kisline je v reakcijah nitriranja. Meša se z dušikovo kislino, da nastane nitronijeve (NO2+) ione, ki dodajajo nitro (NO2) skupine organskim spojinam. Za mnoge od teh reakcij je bistveno, da ni vode. To se običajno doseže z mešanjem komercialne — 68.5 % — dušikove kisline s dimečo žveplovo kislino, tako da slednja absorbira vso vodo. Reakcije nitriranja so pomembne pri proizvodnji eksplozivov in barvil.
Oleum se uporablja tudi kot sulfonirno sredstvo v organski kemiji. To pomeni, da lahko organski spojini doda skupino sulfonske kisline (SO3H). Sulfonirane spojine vključujejo pomembna zdravila, kot so sulfonamidi, pa tudi detergente in barvila.
Zaradi svojih dehidracijskih lastnosti, burne reakcije z vodo in hlapnosti je kadeča žveplova kislina zelo nevarna kemikalija za delo. Ob stiku s kožo povzroči hude opekline in vdihavanje hlapov lahko povzroči resne poškodbe dihal. V laboratorijih se poskusi z uporabo te kisline običajno izvajajo v dimniku.