¿Qué cambio químico ocurre durante la quema?

Estoy respondiendo a esta pregunta como experto en comportamiento de materiales en combustión y productos de combustión.

Muchos materiales orgánicos (como la madera) se queman al fuego simplemente porque son inflamables / quemables. Estos matriales consisten principalmente en sustancias orgánicas (como la celulosa) y algunas trazas de compuestos inorgánicos. Como resultado de la quema, los matariales se pueden convertir en C (humo negro), CO, CO2, NOx, HCN y muchas otras sustancias, en su mayoría tóxicas. La composición del humo producido a partir del papel (y en general, cualquier material) depende en gran medida de las condiciones de la atmósfera y la disponibilidad de oxígeno. Por ejemplo, cuando se quema el poliestireno con una fórmula de C8H8, se produce la siguiente reacción química:

C8H8 + (10 – 0.75x) O2 → x C + x CO + (8 – 2x) CO2 + 4 H2O + energía

(Referencia: preocupaciones medioambientales, de salud y seguridad de molduras decorativas hechas de poliestireno expandido en edificios)

Como muestra la ecuación de reacción, la composición de los productos de combustión depende en gran medida de la cantidad de oxígeno disponible. Entonces, cuando hay cantidades excesivas de oxígeno disponibles para la combustión, x en esta ecuación sería cero y se produce una combustión perfecta sin productos como C (partículas de hollín negro) y CO (monóxido de carbono). Entonces, el cambio químico durante la combustión es una oxidación típica con generación de energía como radiación IR y calor.

Para obtener más detalles sobre el tema, lo remito a mi libro sobre Toxicidad de los materiales de construcción (Capítulo 9: Materiales que liberan humos tóxicos durante el incendio).