Inhoud
Hoewel koper chemisch actief is en gemakkelijk kan worden gecombineerd met zuurstof en andere elementen, treden deze reacties in de meeste omstandigheden relatief langzaam op en zijn niet explosief. Dit in tegenstelling tot alkalimetalen zoals cesium en natrium, die heftig reageren met water. Hoewel metallisch koper onder de meeste omstandigheden veilig kan worden opgeslagen, gehanteerd en gebruikt, zijn sommige verbindingen explosief.
Explosieve reacties
Explosieve chemische reacties treden op wanneer verbindingen een snelle, gewelddadige afgifte van energie ondergaan. Een explosieve verbinding kan nominaal stabiel zijn, maar een activerende gebeurtenis, zoals een mechanische of elektrische schok, verbreekt chemische verbindingen in de stof. Wanneer dit gebeurt, geven sommige moleculen energie af, wat een kettingreactie veroorzaakt in naburige moleculen. Dit gebeurt met hoge snelheid, waarbij de explosieve stof in een paar duizendsten van een seconde wordt verbruikt en energie wordt afgegeven als een schokgolf.
Koperverbindingen en waterstofperoxide
Verbindingen zoals koperacetylide hebben explosieve eigenschappen, hoewel metallisch koper dat niet doet. Koperatomen combineren met acetyleen, een zeer brandbaar gas dat wordt gebruikt bij het lassen, om koperacetylide te vormen. De verbinding reageert met water, waarbij het gas vrijkomt en een explosiegevaar ontstaat. Kopertetrammine is een andere stof met explosiegevaar. Bovendien veroorzaakt metallisch koper de explosieve ontleding van waterstofperoxide wanneer de oplossing een concentratie van 30 procent of meer heeft.
Koper thermiet
Een familie van stoffen die 'thermiet' worden genoemd, produceren niet explosief, maar produceren enorme hoeveelheden warmte bij temperaturen van ongeveer 3.700 graden Celsius (6700 graden Fahrenheit). Thermite wordt gebruikt om landmijnen veilig te vernietigen en spoorwegrails te lassen. De stof bestaat uit gemengde fijne metaalpoeders; bij ontsteking geeft een van de metalen zuurstof af en een aluminiumpoeder absorbeert het en geeft warmte af. Eén type thermiet gebruikt gepoederd koper, een gemakkelijk verkrijgbaar alternatief voor ijzer in poedervorm.
Hoge magnetische velden
De krachten in krachtige experimentele elektromagneten zijn groot genoeg om de koperen wikkelingen te exploderen die de magneten laten werken. Wanneer elektriciteit door een draad stroomt, produceert het een magnetisch veld rond de draad. De krachten tussen aangrenzende wikkelingen in een grote elektromagneet duwen echter tegen elkaar, waardoor spanning in de draad ontstaat. In de meeste elektromagneten zijn de krachten niet sterk genoeg om de wikkelingen te beschadigen, maar de krachten worden groter naarmate de elektrische stromen toenemen. Experimentele elektromagneten hebben velden die 100 tesla naderen - ongeveer 30 keer zo sterk als de krachtige magneten die worden gebruikt in MRI-machines (magnetic resonance imaging). Wetenschappers laten de magneten maar tweehonderdste van een seconde draaien om te voorkomen dat de koperen windingen exploderen.