Den huvudsakliga kopplingen mellan svaveldioxid och svavelsyra är att svaveldioxid är en prekursor i industriell produktion av svavelsyra. Det finns två industriella processer för tillverkning av svavelsyra, som båda involverar oxidation av svaveldioxid till svaveltrioxid och den efterföljande kombinationen av svaveltrioxid med vatten för att bilda syran. Svaveldioxid och svavelsyra är också allvarliga föroreningar. De är stora bidragsgivare till surt regn.
Svaveldioxid (SO2) – en stickande, giftig gas – bildas genom förbränning av svavel genom reaktionen S + O2 → SO2. Det bildas också genom förbränning av många ämnen som innehåller svavel, såsom vätesulfid och olika organiska svavelföreningar som finns i fossila bränslen. Uppvärmning av svavelhaltiga malmer och mineraler — till exempel järnkis (FeS2) — är ett annat sätt på vilket gasen kan framställas: 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2. Produktionen av svaveldioxid och svavelsyra utgör en av de viktigaste sektorerna inom den kemiska industrin och står för huvuddelen av världens svavelproduktion.
Svavelsyra producerades i tidiga tider genom att destillera järn II-sulfat, eller ”grön vitriol”, och senare genom att värma en blandning av salpeter (NaNO3) och svavel tillsammans med ånga. På 18-talet började den industriella produktionen av svavelsyra med hjälp av svaveldioxid, med det som från början kallades blykammareprocessen. Svaveldioxiden framställdes genom förbränning av svavel eller upphettning av järnkis och oxiderades till svaveltrioxid (SO3) av kvävedioxid (NO2): SO2 + NO2 → SO3 + NO. Kvävedioxiden för reaktionen producerades från början genom termisk sönderdelning av salpeter, men tillhandahölls senare genom oxidation av ammoniak med användning av en katalysator. Reaktionen ägde rum i blyklädda kammare in i vilka en spray av vatten riktades, vilket löste upp svaveltrioxiden för att bilda svavelsyra, som samlas i botten av kammaren.
Blykammartillverkningsmetoden har nu till största delen ersatts av kontaktprocessen. Detta eliminerar behovet av kvävedioxid genom att reagera svaveldioxid med luft för att bilda svaveltrioxid. Under normala omständigheter är denna reaktion mycket långsam; det fortskrider emellertid snabbt när en lämplig katalysator används. Platina var effektivt för detta ändamål, men den moderna kontaktprocessen använder vanadinpentoxid.
Svaveldioxid och svavelsyra är, även om de är av enorm industriell betydelse, också stora föroreningar och är de största källorna till surt regn. I luften oxideras svaveldioxid långsamt till svaveltrioxid, som reagerar med fukt i atmosfären och bildar utspädd svavelsyra. Detta kan falla som surt regn, vilket kan skada växtliv och stenbyggnader, eller kan reagera med andra föroreningar och bilda sulfatpartiklar, som kan fungera som kondensationskärnor och kan spela en roll vid molnbildning.