Essigsäure und Schwefelsäure sind jeweils eine organische Carbonsäure und eine anorganische oder „mineralische“ Säure. Die Kombination von Eisessig und Schwefelsäure, einer der stärksten einfachen Säuren, führte zu einer der beiden frühesten bekannten „Supersäuren“. Dieser Begriff, Supersäure, wurde 1927 von den Chemikern Hall und Conant eingeführt und bezieht sich definitionsgemäß auf zwei Gruppen. Jede Säure, die stärker als 100 % Schwefelsäure ist, ist eine Supersäure der Brönsted-Sorte, während jede Säure, die stärker als wasserfreies Aluminiumtrichlorid ist, eine Supersäure der Lewis-Sorte ist. Die Kombination von Säuren aus diesen beiden Gruppen hat zu den stärksten bekannten Supersäuren geführt, darunter die berühmte „Zaubersäure“ bestehend aus Fluorsulfonsäure und Antimonpentafluorid.
Da es sich um eine mäßig schwache Säure handelt, könnte die Kombination von Essigsäure und Schwefelsäure zu einer Flüssigkeit mit mittlerem Säuregehalt führen. Dies ist nicht der Fall, denn diese Aktion führt nicht nur zur Bildung einer Lösung; vielmehr findet eine Reaktion zwischen den beiden Substanzen statt. Um die Reaktion zwischen Essigsäure und Schwefelsäure möglichst vollständig zu verstehen, ist eine genaue Betrachtung der tatsächlichen Struktur einer Carboxylgruppe erforderlich.
Sauerstoffatome innerhalb der Carboxylgruppe (-COOH), obwohl nebeneinander gezeichnet, sind nicht aneinander gebunden. Tatsächlich ist das Sauerstoffatom ganz links nur an das Kohlenstoffatom gebunden und bildet eine Carbonylgruppe (-C=O), während das rechte Sauerstoffatom nur an das Kohlenstoff- und Wasserstoffatom, -C-OH, gebunden ist. Dies ermöglicht uns, die Reaktion CH3COOH + H2SO4 → CH3C(OH)2+ zu visualisieren. Zur Verdeutlichung kann diese Struktur auch geschrieben werden: CH3C(OH)(OH). Theoretisch würde ein durch Schwefelsäure protoniertes Essigsäuremolekül zur Bildung von HSO4- führen, während wenn ein zweites Essigsäuremolekül durch das verbleibende Bisulfat-Anion protoniert wird, der Mechanismus CH3COOH + HSO4- → CH3CO(OH)2 . ist + SO4-2.
Es wird angenommen, dass sich diese Struktur nach der Protonierung auf verschiedene Weise ändert, einschließlich der Wiederherstellung einer Carbonylgruppe, wobei der zweite Zweig zu -C-OH2+ wird. Modifizierte Essigsäurestrukturen in der einen oder anderen Form würden sich in polymerähnlichen Segmenten mit einer von drei Substanzen vereinigen – Schwefelsäuremoleküle, HSO4-Ionen oder SO4-2-Ionen. Fest steht, dass das stöchiometrische Verhältnis von Essigsäure und Schwefelsäure für das beste Supersäureverhalten in der Protonierungsphase 2:1 beträgt. Auf der Ebene der Endprodukt- oder Segmentbildung ändert sich das Verhältnis auf 2:3.