上記の過程において、酸素原子は実効的に結合電子対を中心炭素から「奪って」カルボニル基を生じ、同時に標的炭素の一つもしくは多数の隣接原子との結合を破壊する。結果として、酸素原子により局所結合構造の「崩壊」が開始され、不活性だった炭素が様々な水相反応を起こすことができるようになる。例えば、先に生じたカルボニル基がさらに酸化されて二酸化炭素を生じ、隣接炭素に結合が切れた新たなカルボニル基を生じる反応が考えられる。
ピラニア溶液により除去される炭素は元々の残渣のものもしくは脱水反応の結果の焦げの両方でありうる。酸化過程は脱水過程よりも遅く、数分単位で進行する。炭素の酸化の進行は、脱水過程で生じた溶液中に懸濁する煤との消失により見て取れる。有機物を浸したピラニア溶液は、そのうちに完全に透明になり、元の有機物の目に見える痕跡はなにもなくなる。
最後に、ピラニア溶液の強い酸性も金属酸化物や炭酸塩の溶解において洗浄作用に少し寄与する。しかし、このような付着物はより穏やかな酸を使って除去する方が安全で簡単なので、ピラニア溶液の典型的な使用状況では強酸性により洗浄が進むことよりも複雑になることの方が多い。耐酸性が低い基材に対しては、塩基性ピラニア溶液と呼ばれるアルカリ性の酸化性溶液が好ましい。
安全性と廃棄.
ピラニア溶液は強酸性と強い酸化性を併せもち、非常に危険である。使用を終えた溶液が熱い場合、目を離してはならない。密閉容器に保存するべきではない。ピラニア溶液は有機溶媒と一緒に（例えば溶媒カーボイに）廃棄すると激しく反応し、爆発するので別に廃棄する必要がある。
ピラニア溶液の廃棄前には冷却を行い、酸素ガスを散らすべきである。ガラス器具の洗浄を行う場合、一晩反応させることが安全でありかつ実用的である。こうすることにより、溶液は廃棄前に経時劣化する。使用後のピラニア溶液を有害廃棄物として回収するよう定めている研究機関もあれば、中和した上で多量の水とともに流しに廃棄してよいとする研究機関もある。中和しようとして塩基を加えると、中和のかわりに急速な分解が起こり、純酸素が発生する場合がある。
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