銅は爆発しますか?

銅は化学的に活性であり、酸素や他の元素と容易に結合しますが、ほとんどの状況では、これらの反応は比較的ゆっくりと発生し、爆発性ではありません。 これは、水と激しく反応するセシウムやナトリウムなどのアルカリ金属とは対照的です。 金属銅はほとんどの状況で安全に保管、取り扱い、使用できますが、その化合物の中には爆発性のものもあります。

爆発反応

爆発的な化学反応は、化合物が急速で激しいエネルギーの放出を受けるときに発生します。 爆発性化合物は名目上安定している可能性がありますが、機械的または電気的ショックなどのトリガーイベントにより、物質の化学結合が切断されます。 これが起こると、いくつかの分子がエネルギーを放出し、隣接する分子で連鎖反応を引き起こします。 これは高速で発生し、爆発性物質を数千分の1秒で消費し、衝撃波としてエネルギーを放出します。

銅化合物と過酸化水素

銅アセチリドなどの化合物は、金属銅には爆発性がありませんが、爆発性があります。 銅原子は、溶接に使用される非常に可燃性のガスであるアセチレンと結合して、銅アセチリドを形成します。 化合物は水と反応してガスを放出し、爆発の危険を引き起こします。 銅テトラミンは、爆発の可能性がある別の化合物です。 さらに、金属銅は、溶液の濃度が30%以上になると、過酸化水素の爆発的な分解を引き起こします。

銅テルミット

「テルミット」と呼ばれる物質のファミリーは、爆発性ではありませんが、摂氏約3,700度(華氏6,700度)の温度で大量の熱を発生します。 テルミットは、地雷を安全に破壊し、鉄道レールを溶接するために使用されます。 この物質は、混合された微細な金属粉末で構成されています。 発火すると、金属の1つが酸素を放出し、アルミニウム粉末がそれを吸収して熱を放出します。 テルミットの1つのタイプは、粉末鉄の代わりに簡単に入手できる粉末銅を使用します。

高磁場

強力な実験用電磁石の内部の力は、磁石を機能させる銅の巻線を爆発させるのに十分な大きさです。 電気がワイヤーを通って流れるとき、それはワイヤーの周りに磁場を生成します。 ただし、大きな電磁石の隣接する巻線間の力が互いに押し合い、ワイヤに応力が発生します。 ほとんどの電磁石では、力は巻線を損傷するほど強くはありませんが、電流が増加するにつれて力は大きくなります。 実験用電磁石の磁場は100テスラに近づきます。これは、磁気共鳴画像法(MRI)装置で使用される強力な磁石の約30倍の強度です。 科学者は、銅の巻線が爆発するのを防ぐために、わずか200分の1秒だけ磁石を動かします。

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