Forbrenning, definert som hurtig oksidasjon av et stoff ledsaget av en høy temperatur og vanligvis en flamme, kan produsere et antall forskjellige produkter, avhengig av materialene som er tilgjengelige i reaksjonen. Produktene med ren forbrenning mellom et hydrokarbon og oksygen er karbondioksid (CO 2 ), vann (H 2 O) og energi. Ufullstendig, skitten eller delvis forbrenning kan også danne karbonmonoksid (CO), fritt karbon eller sot, nitrogenoksider, hydrogencyanid (HCN) og ammoniakk (NH3).
Forbrenningsproduktene til ren forbrenning inkluderer CO 2 , H20 og energi. Ingen andre gasser eller faste partikler dannes som forbrenningsprodukter i denne reaksjonstypen. Følgende balanserte reaksjon er den av propan, som er en alkan, som reagerer med oksygen:
C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O
Når en forbrenningsreaksjon finner sted i et oksygenhemmet miljø, kan forskjellige forbrenningsprodukter lages. Fritt karbon, mer kjent som sot, og karbonmonoksid produseres sammen med CO 2 , H20 og energi. Dannelse av sot som forbrenningsprodukt er grunnen til at ufullstendig forbrenning også er kjent som skitten forbrenning. I den kjemiske industrien brenner forgassere brennbare materialer i oksygenfrie miljøer for å produsere syntesegass, som består av hydrogen og karbonmonoksid. Utenfor kjemiske industrier forekommer ofte ufullstendig forbrenning i forbrenningsmotorer og dårlig ventilerte ovner.
Oksygen fra luften er den vanligste oksygenkilden for de fleste forbrenningsreaksjoner. Luft er imidlertid hovedsakelig sammensatt av nitrogen, og under forbrenning er nitrogen i stand til å produsere en rekke egne forbrenningsprodukter. Nitrogenoksydgasser, ofte referert til som NOX-gasser, kan dannes i en forbrenningsreaksjon. Den vanligste NOX-gassen er giftig nitrogendioksid (NO 2 ). Ammoniakk (NH3) og det dødelige hydrogencyanid (HCN) kan også dannes.
Halogener, svovel og fosfor kan også produsere egne forbrenningsprodukter. Halogener som klor kan reagere med friradikal hydrogen for å danne kjemikalier som hydrogenklorid (HCl). Svovel kan produsere giftige og illeluktende kjemikalier svoveldioksid (SO 2 ) og hydrogensulfid (H 2 ). Når fosfor er tilstede i en forbrenningsreaksjon, produserer det fosforpentoksyd (P205) som et hvitt, fast partikkelform.
Tendensen til et hydrokarbonbrensel til fordel for rene eller skitne forbrenningsprodukter kan estimeres ved å undersøke reaksjonens varmeeffektpotensial og energien som er nødvendig for å starte reaksjonen. Å øke varmeeffektpotensialet øker drivstoffets tendens til å gjennomgå ufullstendig forbrenning. Propan, som ikke krever mye energi for å starte forbrenning, har en tendens til å brenne rent. Aromatiske forbindelser som benzen og toluen, derimot, har en tendens til å produsere mye sot når de brennes.
