Bien que le cuivre soit chimiquement actif, se combinant facilement avec l'oxygène et d'autres éléments, dans la plupart des cas, ces réactions se produisent relativement lentement et ne sont pas explosives. Cela contraste avec les métaux alcalins tels que le césium et le sodium, qui réagissent violemment avec l'eau. Bien que le cuivre métallique puisse être stocké, manipulé et utilisé sans danger dans la plupart des circonstances, certains de ses composés sont explosifs.
Réactions explosives
Des réactions chimiques explosives se produisent lorsque les composés subissent une libération rapide et violente d'énergie. Un composé explosif peut être nominalement stable, mais un événement déclencheur, tel qu'un choc mécanique ou électrique, rompt les liaisons chimiques dans la substance. Lorsque cela se produit, certaines molécules libèrent de l'énergie, ce qui déclenche une réaction en chaîne dans les molécules voisines. Cela se produit à grande vitesse, consommant la substance explosive en quelques millièmes de seconde et libérant de l'énergie sous forme d'onde de choc.
Composés de cuivre et peroxyde d'hydrogène
Des composés tels que l'acétylure de cuivre ont des propriétés explosives, même si le cuivre métallique n'en a pas. Les atomes de cuivre se combinent avec l'acétylène, un gaz hautement combustible utilisé dans le soudage, pour former de l'acétylure de cuivre. Le composé réagit avec l'eau, libérant le gaz et créant un risque d'explosion. La tétrammine de cuivre est un autre composé potentiellement explosif. De plus, le cuivre métallique provoque la décomposition explosive du peroxyde d'hydrogène lorsque la solution a une concentration de 30 pour cent ou plus.
Thermite de cuivre
Une famille de substances appelées « thermite », bien que non explosive, produit d'énormes quantités de chaleur avec des températures d'environ 3 700 degrés Celsius (6 700 degrés Fahrenheit). La thermite est utilisée pour détruire en toute sécurité les mines terrestres et pour souder les rails de chemin de fer. La substance se compose de poudres métalliques fines mélangées; lorsqu'il est enflammé, l'un des métaux libère de l'oxygène, et une poudre d'aluminium l'absorbe, dégageant de la chaleur. Un type de thermite utilise du cuivre en poudre, une alternative facile à obtenir au fer en poudre.
Champs magnétiques élevés
Les forces à l'intérieur des électro-aimants expérimentaux de haute puissance sont suffisamment élevées pour faire exploser les enroulements en cuivre qui font fonctionner les aimants. Lorsque l'électricité circule à travers un fil, elle produit un champ magnétique autour du fil. Cependant, les forces entre les enroulements adjacents d'un grand électro-aimant se poussent les unes contre les autres, produisant une contrainte dans le fil. Dans la plupart des électro-aimants, les forces ne sont pas assez fortes pour endommager les enroulements, mais les forces deviennent plus importantes à mesure que les courants électriques augmentent. Les électro-aimants expérimentaux ont des champs approchant les 100 tesla, soit environ 30 fois plus puissants que les puissants aimants utilisés dans les machines d'imagerie par résonance magnétique (IRM). Les scientifiques ne font fonctionner les aimants que pendant deux centièmes de seconde seulement pour empêcher les enroulements de cuivre d'exploser.