Εκραγεί ο χαλκός;

Αν και ο χαλκός είναι χημικά ενεργός, συνδυάζεται εύκολα με οξυγόνο και άλλα στοιχεία, στις περισσότερες περιπτώσεις αυτές οι αντιδράσεις εμφανίζονται σχετικά αργά και δεν είναι εκρηκτικές. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα αλκαλικά μέταλλα όπως το καίσιο και το νάτριο, τα οποία αντιδρούν βίαια με το νερό. Αν και ο μεταλλικός χαλκός είναι ασφαλής για αποθήκευση, χειρισμό και χρήση στις περισσότερες περιπτώσεις, ορισμένες από τις ενώσεις του είναι εκρηκτικές.

Εκρηκτικές χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν όταν οι ενώσεις υφίστανται ταχεία, βίαιη απελευθέρωση ενέργειας. Μια εκρηκτική ένωση μπορεί να είναι ονομαστικά σταθερή, αλλά ένα συμβάν ενεργοποίησης, όπως ένα μηχανικό ή ηλεκτρικό σοκ, σπάει τους χημικούς δεσμούς στην ουσία. Όταν συμβεί αυτό, μερικά από τα μόρια απελευθερώνουν ενέργεια, η οποία προκαλεί αλυσιδωτή αντίδραση σε γειτονικά μόρια. Αυτό συμβαίνει με υψηλή ταχύτητα, καταναλώνοντας την εκρηκτική ουσία σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου και απελευθερώνοντας ενέργεια ως κύμα σοκ.

Ενώσεις όπως το ακετυλο χαλκό έχουν εκρηκτικές ιδιότητες, παρόλο που ο μεταλλικός χαλκός δεν έχει. Τα άτομα χαλκού συνδυάζονται με ακετυλένιο, ένα πολύ εύφλεκτο αέριο που χρησιμοποιείται στη συγκόλληση, για να σχηματίσουν ακετυλοχαλκό. Η ένωση αντιδρά με νερό, απελευθερώνοντας το αέριο και δημιουργώντας κίνδυνο έκρηξης. Η τετραμίνη χαλκού είναι μια άλλη ένωση με πιθανότητα έκρηξης. Επιπλέον, ο μεταλλικός χαλκός προκαλεί την εκρηκτική αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου όταν το διάλυμα έχει συγκέντρωση 30 τοις εκατό ή μεγαλύτερη.

Μια οικογένεια ουσιών που ονομάζεται «θερμίτης», ενώ δεν είναι εκρηκτική, παράγει τεράστιες ποσότητες θερμότητας με θερμοκρασίες περίπου 3.700 βαθμούς Κελσίου (6.700 βαθμούς Φαρενάιτ). Ο θερμίτης χρησιμοποιείται για την καταστροφή των ναρκών ξηράς και για τη συγκόλληση σιδηροδρομικών σιδηροτροχιών. Η ουσία αποτελείται από μικτές σκόνες μετάλλου. Όταν αναφλεγεί, ένα από τα μέταλλα απελευθερώνει οξυγόνο και μια σκόνη αλουμινίου το απορροφά, εκπέμποντας θερμότητα. Ένας τύπος θερμίτη χρησιμοποιεί χαλκό σε σκόνη, μια εναλλακτική λύση που λαμβάνεται εύκολα από τον σίδηρο σε σκόνη.

Οι δυνάμεις μέσα σε πειραματικούς ηλεκτρομαγνήτες υψηλής ισχύος είναι αρκετά υψηλές για να εκραγούν οι περιελίξεις χαλκού που κάνουν τους μαγνήτες να λειτουργούν. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω ενός καλωδίου, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το καλώδιο. Ωστόσο, οι δυνάμεις μεταξύ γειτονικών περιελίξεων σε έναν μεγάλο ηλεκτρομαγνήτη σπρώχνουν το ένα το άλλο, προκαλώντας τάση στο σύρμα. Στους περισσότερους ηλεκτρομαγνήτες, οι δυνάμεις δεν είναι αρκετά ισχυρές για να καταστρέψουν τις περιελίξεις, αλλά οι δυνάμεις γίνονται μεγαλύτερες καθώς αυξάνονται τα ηλεκτρικά ρεύματα. Οι πειραματικοί ηλεκτρομαγνήτες έχουν πεδία που πλησιάζουν τα 100 tesla - περίπου 30 φορές ισχυρότερα από τους ισχυρούς μαγνήτες που χρησιμοποιούνται σε μηχανές μαγνητικής τομογραφίας (MRI). Οι επιστήμονες τρέχουν τους μαγνήτες μόνο για δύο εκατοστά του δευτερολέπτου για να αποτρέψουν την έκρηξη των περιελίξεων χαλκού.