de samenstelling van rook is afhankelijk van de aard van de brandende brandstof en de verbrandingsomstandigheden. Branden met een hoge beschikbaarheid van zuurstof branden bij hoge temperatuur en met een kleine hoeveelheid rook geproduceerd; de deeltjes zijn meestal samengesteld uit as, of met grote temperatuurverschillen, van gecondenseerde aërosol van water. Hoge temperatuur leidt ook tot de productie van stikstofoxiden. Zwavelgehalte geeft zwaveldioxide, of in geval van onvolledige verbranding, waterstofsulfide. Koolstof en waterstof worden bijna volledig geoxideerd tot kooldioxide en water. Branden die branden met een gebrek aan zuurstof produceren een aanzienlijk breder palet van verbindingen, veel van hen giftig. Gedeeltelijke oxidatie van koolstof produceert koolmonoxide, terwijl stikstofhoudende materialen waterstofcyanide, ammoniak en stikstofoxiden kunnen opleveren. Waterstofgas kan worden geproduceerd in plaats van water. Gehalten aan halogenen zoals chloor (bijvoorbeeld in polyvinylchloride of broomhoudende brandvertragers) kunnen leiden tot de productie van waterstofchloride, fosgeen, dioxine en chloormethaan, broommethaan en andere halogenen. Waterstoffluoride kan worden gevormd uit fluorkoolwaterstoffen, ongeacht of fluorpolymeren worden blootgesteld aan brand of halocarbonbrandbestrijdingsmiddelen. Fosfor – en antimoonoxiden en hun reactieproducten kunnen worden gevormd uit enkele brandvertragende additieven, waardoor de rooktoxiciteit en corrosiviteit toenemen. Pyrolyse van polychloorbifenylen (PCB ‘ s), bijvoorbeeld door het verbranden van oudere transformatorolie, en in mindere mate ook van andere chloorhoudende materialen, kan 2,3,7,8-tetrachloordibenzodioxine, een krachtig carcinogeen, en andere polychloordibenzodioxinen produceren. Pyrolyse van fluorpolymeren, bijv. teflon levert in aanwezigheid van zuurstof carbonylfluoride op (dat gemakkelijk hydrolyseert tot HF en CO2); ook andere verbindingen kunnen worden gevormd, bijvoorbeeld Tetrafluoride, hexafluorpropyleen en zeer giftig perfluoroisobuteen (PFIB).

Roetemissie in de dampen van een grote dieseltruck, zonder deeltjesfilters.

pyrolyse van brandend materiaal, in het bijzonder onvolledige verbranding of smeulen zonder voldoende zuurstofvoorziening, leidt ook tot de productie van een grote hoeveelheid koolwaterstoffen, zowel alifatische (methaan, ethaan, ethyleen, acetyleen) als aromatische (benzeen en zijn derivaten, polycyclische aromatische koolwaterstoffen; bv. benzopyreen, bestudeerd als kankerverwekkend, of reteen), terpenen. Het resulteert ook in de emissie van een reeks kleinere zuurstofhoudende vluchtige organische verbindingen (methanol, azijnzuur, hydroxyaceton, methylacetaat en ethylformiaat) die worden gevormd als verbrandingsproducten, evenals minder vluchtige zuurstofhoudende organische soorten zoals fenolen, furanen en furanonen. Heterocyclische verbindingen kunnen ook aanwezig zijn. Zwaardere koolwaterstoffen kunnen condenseren als teer; rook met een significant teergehalte is geel tot bruin. Verbranding van vaste brandstoffen kan leiden tot de uitstoot van vele honderden tot duizenden lagere vluchtigheid organische verbindingen in de aërosolfase. De aanwezigheid van dergelijke rook, roet en/of bruine olieachtige afzettingen tijdens een brand wijst op een Mogelijke gevaarlijke situatie, aangezien de atmosfeer verzadigd kan zijn met brandbare pyrolyseproducten met een concentratie boven de bovenste ontvlambaarheidsgrens, en plotselinge toevloed van lucht kan leiden tot flashover of backdraft.de aanwezigheid van zwavel kan leiden tot de vorming van b.v. waterstofsulfide, Carbonylsulfide, zwaveldioxide, koolstofdisulfide en thiolen; vooral thiolen worden vaak geadsorbeerd aan oppervlakken en produceren een aanhoudende geur zelfs lang na de brand. Gedeeltelijke oxidatie van de vrijgekomen koolwaterstoffen levert in een breed palet van andere verbindingen: aldehyden (bv. formaldehyde, acroleïne en furfural), ketonen, alcoholen (vaak aromatisch, bv. fenol, guaiacol, syringol, catechol en kresolen), carbonzuren (mierenzuur, azijnzuur, enz.).

de zichtbare deeltjes in dergelijke rookgassen zijn meestal samengesteld uit koolstof (roet). Andere deeltjes kunnen bestaan uit druppels gecondenseerde teer of vaste asdeeltjes. De aanwezigheid van metalen in de brandstof levert deeltjes metaaloxiden op. Er kunnen ook deeltjes van anorganische zouten worden gevormd, bijv. ammoniumsulfaat, ammoniumnitraat of natriumchloride. Anorganische zouten huidig op het oppervlak van de roetdeeltjes kunnen hen hydrofiel maken. Veel organische verbindingen, meestal de aromatische koolwaterstoffen, kunnen ook worden geadsorbeerd aan het oppervlak van de vaste deeltjes. Metaaloxiden kunnen aanwezig zijn wanneer metaalhoudende brandstoffen worden verbrand, bijvoorbeeld vaste raketbrandstoffen die aluminium bevatten. Verarmd-uraanprojectielen nadat ze het doelwit hebben geraakt, ontstonden deeltjes uraniumoxiden. Magnetische deeltjes, bolletjes van magnetietachtig ijzer (III) oxide, zijn aanwezig in kolenrook; hun toename van de afzettingen na 1860 markeert het begin van de Industriële Revolutie. (Magnetische ijzeroxide nanodeeltjes kunnen ook worden geproduceerd in de rook van meteorieten die branden in de atmosfeer.) Magnetische remanentie, geregistreerd in de ijzeroxide deeltjes, geeft de sterkte van het magnetische veld van de aarde toen ze werden afgekoeld boven hun Curie temperatuur; dit kan worden gebruikt om magnetische deeltjes van aardse en meteorische oorsprong te onderscheiden. Vliegas bestaat voornamelijk uit silica en calciumoxide. Cenosferen zijn aanwezig in rook van vloeibare koolwaterstofbrandstoffen. Minuscule metaaldeeltjes die door slijtage worden geproduceerd, kunnen aanwezig zijn in motorrook. Amorfe silica deeltjes zijn aanwezig in rookgassen van brandende Siliconen; een klein deel van silicium nitride deeltjes kan worden gevormd in branden met onvoldoende zuurstof. De silica deeltjes hebben ongeveer 10 nm grootte, samengeklonterd tot 70-100 nm aggregaten en verder geagglomereerd tot ketens. Radioactieve deeltjes kunnen aanwezig zijn als gevolg van sporen van uranium, thorium of andere radionucliden in de brandstof; hete deeltjes kunnen aanwezig zijn in geval van brand tijdens nucleaire ongevallen (bijvoorbeeld Tsjernobyl-ramp) of nucleaire oorlog.

rookdeeltjes worden, net als andere aerosolen, ingedeeld in drie modi op basis van deeltjesgrootte:

• kernenmodus, met een geometrische gemiddelde straal tussen 2,5–20 nm, die zich waarschijnlijk zal vormen door condensatie van koolstofdelen.
• accumulatiemodus, variërend van 75-250 nm en gevormd door coagulatie van kerndeeltjes
• Grove modus, met deeltjes in micrometerbereik

het grootste deel van het rookmateriaal bestaat voornamelijk uit grove deeltjes. Deze ondergaan een snelle droge neerslag en de rookschade in verder afgelegen gebieden buiten de ruimte waar de brand optreedt, wordt daarom voornamelijk veroorzaakt door de kleinere deeltjes.Aerosol van deeltjes die groter zijn dan zichtbaar is een vroege indicator van materialen in een pre-ontbrandingsfase van een brand.

de verbranding van waterstofrijke brandstof produceert water; dit resulteert in rook die druppels waterdamp bevat. In afwezigheid van andere kleurbronnen (stikstofoxiden, deeltjes…), zoals rook is wit en wolken-achtige.

Rookemissies kunnen karakteristieke sporenelementen bevatten. Vanadium is aanwezig in emissies van oliegestookte elektriciteitscentrales en raffinaderijen; oliecentrales stoten ook wat nikkel uit. Kolenverbranding produceert emissies die aluminium, arseen, chroom, kobalt, koper, ijzer, kwik, selenium en uranium bevatten.

sporen van vanadium in verbrandingsproducten bij hoge temperatuur vormen druppels van gesmolten vanadaten. Deze vallen de passiveringslagen op metalen aan en veroorzaken corrosie bij hoge temperaturen, wat vooral bij verbrandingsmotoren een zorg is. Gesmolten sulfaat en looddeeltjes hebben ook een dergelijk effect.

sommige bestanddelen van rook zijn kenmerkend voor de verbrandingsbron. Guaiacol en zijn derivaten zijn producten van pyrolyse van lignine en zijn kenmerkend voor houtrook; andere markers zijn syringol en derivaten, en andere methoxyfenolen. Reteen, een product van pyrolyse van naaldbomen, is een indicator van bosbranden. Levoglucosan is een pyrolyse-product van cellulose. Hardhout vs zachthout rookt verschillen in de verhouding van guaiacolen / syringolen. Markers voor uitlaatgassen van voertuigen zijn polycyclische aromatische koolwaterstoffen, hopanen, steranen en Specifieke nitroarenen (bv. 1-nitropyreen). De verhouding tussen hopanen en steranen en elementaire koolstof kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen de emissies van benzine-en dieselmotoren.

veel verbindingen kunnen met deeltjes worden geassocieerd, hetzij door aan het oppervlak te worden geadsorbeerd, hetzij door in vloeibare druppels te worden opgelost. Waterstofchloride wordt goed opgenomen in de roetdeeltjes.

inerte deeltjes kunnen worden verstoord en in de rook worden opgenomen. Bijzonder zorgwekkend zijn asbestdeeltjes.

gedeponeerde hete deeltjes van radioactieve neerslag en bioaccumuleerde radio-isotopen kunnen opnieuw in de atmosfeer worden gebracht door bosbranden en bosbranden; dit is een punt van zorg in bijvoorbeeld de zone van vervreemding die contaminanten bevat van de Tsjernobyl-ramp.

polymeren zijn een belangrijke bron van rook. Aromatische zijgroepen, bijvoorbeeld in polystyreen, bevorderen de rookontwikkeling. Aromatische groepen die in de polymeerketen zijn geïntegreerd, produceren minder rook, waarschijnlijk als gevolg van aanzienlijke verkoeling. Alifatische polymeren hebben de neiging om de minste rook te produceren, en zijn niet-zelfdovend. De aanwezigheid van additieven kan echter de vorming van rook aanzienlijk verhogen. Vlamvertragers op basis van fosfor en halogeen verminderen de productie van rook. Een hogere mate van cross-linking tussen de polymeerketens heeft ook zo ‘ n effect.

Zichtbare en onzichtbare deeltjes van combustionEdit

de Rook van een bosbrand

Rook omhoog uit de smeulende resten van een onlangs extingished mountain fire in Zuid-Afrika.

het blote oog detecteert deeltjes groter dan 7 µm (micrometer). Zichtbare deeltjes die door een brand worden uitgestoten, worden rook genoemd. Onzichtbare deeltjes worden over het algemeen gas of dampen genoemd. Dit is het beste geïllustreerd bij het roosteren van brood in een broodrooster. Naarmate het brood opwarmt, worden de verbrandingsproducten groter. De dampen die aanvankelijk ontstaan zijn onzichtbaar, maar worden zichtbaar als de toast wordt verbrand.

een ionisatiekamertype rookdetector is technisch een product van een verbrandingsdetector, niet een rookdetector. Ionisatie kamer type rookmelders detecteren deeltjes van verbranding die onzichtbaar zijn voor het blote oog. Dit verklaart waarom zij vaak vals alarm kunnen geven door de rookgassen die door de roodgloeiende verwarmingselementen van een broodrooster worden uitgestoten, voordat er zichtbare rook aanwezig is, maar dat zij in de vroege smeulende smeulende fase van een brand niet kunnen activeren.

rook van een typische huisbrand bevat honderden verschillende chemicaliën en dampen. Hierdoor kan de schade veroorzaakt door de rook vaak groter zijn dan die veroorzaakt door de werkelijke hitte van het vuur. Naast de fysieke schade veroorzaakt door de rook van een brand – die zich manifesteert in de vorm van vlekken – is het vaak nog moeilijker te elimineren probleem van een rokerige geur. Net zoals er aannemers zijn die gespecialiseerd zijn in het herbouwen/repareren van huizen die zijn beschadigd door brand en rook, zijn stoffenrestauratiebedrijven gespecialiseerd in het herstellen van stoffen die zijn beschadigd bij een brand.