Alkany- węglowodory nasycone spalają się całkowicie w tlenie, z utworzeniem odpowiednich ilości dwutlenku węgla i wody. Reakcję całkowitego spalania alkanu o wzorze sumarycznym , można zapisać równaniem (1). Ilość cząsteczek tlenu potrzebną do całkowitego spalenia jednej cząsteczki alkanu, w równaniu (1) oznaczoną jako n, można wyliczyć łatwo ze wzoru (2) – jest ona zależna od liczb atomów węgla i wodoru w cząsteczce.
(1)
(2)
Spalanie całkowite zachodzi jedynie przy dużym dostepie tlenu. Często jednak w okresie ziomowym słyszy się o zatruciu czadem (czad tlenek węgla), dzieje się tak np. w mieszkaniach posiadających termę gazową czy junkers. Urządzenia takie spalając gaz ziemny (którego składnikiem jest głównie metan- alkan) przy niedostatecznym dostępie tlenu (np. kiepskiej wentylacji) spalają metan do tlenku węgla.
Spalanie do tlenku węgla nosi nazwę półspalania (wzór ogólny reakcja 3).
(3)
Spalanie niecałkowite zachodzi przy bardzo ograniczonym dostępie tlenu, powstaje wówdzas sadza (równanie 4).
(4)
Przykład
Butan, alkan o wzorze C4H10, spala się całkowicie według równania (5);
(5)
W tym równaniu liczba atomów węgla w cząsteczce (n) wynosi 4, a liczba atomów wodoru (2n+2) wynosi 10. Liczbę cząsteczek tlenu potrzebnych do spalenia 1 cząsteczki butanu obliczamy, podstawiając n do równania 2:
Jest to zgodne z wartością zapisaną w uzgodnionym równaniu (5).
Szybkość spalania i liczba oktanowa
Spalanie węglowodorów nasyconych o krótkich, prostych łańcuchach zachodzi szybko. W przypadku najkrótszych, gazowych węglowodorów takich jak metan, etan, propan i butan, może zachodzić ono gwałtownie, a nawet wybuchowo. Spalanie węglowodorów o dłuższych łańcuchach zachodzi zwykle wolniej i w wyższych temperaturach. Oprócz masy cząsteczkowej, na szybkość spalania węglowodorów ma również wpływ stopień rozgałęzienia łańcucha węglowego – węglowodory o łańcuchach prostych spalają się bardziej gwałtownie i szybko, niż węglowodory o łańcuchach rozgałęzionych. Spokojne spalanie węglowodorów jest bardzo ważne dla stabilnego działania wszystkich silników spalinowych (zarówno benzynowych, jak i silników Diesla), dlatego jako składniki paliw wykorzystywane są związki o rozgałęzionych łańcuchach (takie jak np. 2,2,4-trimetylopentan). Aby ocenić zdolność do spokojnego, równomiernego spalania mieszanin węglowodorów, wprowadzono tak zwaną liczbę oktanową. Liczba oktanowa 0 została arbitralnie ustalona dla czystego n-heptanu. 0 oktanów oznacza spalanie gwałtowne, wybuchowe – powodujące silne „stukanie” silnika spalinowego. Liczbę oktanową 100 przypisano izooktanowi ( wspomnianemu już wcześniej 2,2,4-trimetylopentanowi), który spala się równo i spokojnie, nie powodując „stukania” silnika. Nazwa „liczba oktanowa” pochodzi właśnie od tego węglowodoru – izooktanu. Współcześnie produkowane mieszaniny paliwowe wysokiej jakości osiągają liczby oktanowe powyżej 100, oznacza to że spalają się bardziej równomiernie i spokojnie od izooktanu.