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Obwohl Kupfer chemisch aktiv ist und sich leicht mit Sauerstoff und anderen Elementen verbindet, treten diese Reaktionen in den meisten Fällen relativ langsam auf und sind nicht explosionsgefährlich. Dies steht im Gegensatz zu Alkalimetallen wie Cäsium und Natrium, die heftig mit Wasser reagieren. Obwohl metallisches Kupfer unter den meisten Umständen sicher gelagert, gehandhabt und verwendet werden kann, sind einige seiner Verbindungen explosionsgefährlich.
Explosive Reaktionen
Explosive chemische Reaktionen treten auf, wenn Verbindungen eine schnelle, heftige Energiefreisetzung erfahren. Eine explosive Verbindung mag nominell stabil sein, aber ein auslösendes Ereignis, wie ein mechanischer oder elektrischer Schlag, unterbricht die chemischen Bindungen in der Substanz. Wenn dies geschieht, setzen einige der Moleküle Energie frei, die eine Kettenreaktion in benachbarten Molekülen auslöst. Dies geschieht mit hoher Geschwindigkeit, verbraucht den Sprengstoff in wenigen Tausendstelsekunden und setzt Energie als Stoßwelle frei.
Kupferverbindungen und Wasserstoffperoxid
Verbindungen wie Kupferacetylid haben explosive Eigenschaften, metallisches Kupfer jedoch nicht. Kupferatome bilden zusammen mit Acetylen, einem beim Schweißen leicht brennbaren Gas, Kupferacetylid. Die Verbindung reagiert mit Wasser, setzt das Gas frei und es besteht Explosionsgefahr. Kupfertetrammin ist eine weitere Verbindung mit Explosionsgefahr. Metallisches Kupfer verursacht außerdem die explosive Zersetzung von Wasserstoffperoxid, wenn die Lösung eine Konzentration von 30 Prozent oder mehr aufweist.
Kupfer Thermit
Eine Substanzfamilie namens „Thermit“ erzeugt, obwohl sie nicht explosiv ist, enorme Wärmemengen mit Temperaturen von etwa 3.700 Grad Celsius. Thermit wird verwendet, um Landminen sicher zu zerstören und Eisenbahnschienen zu schweißen. Die Substanz besteht aus gemischten feinen Metallpulvern; Beim Zünden setzt eines der Metalle Sauerstoff frei und ein Aluminiumpulver absorbiert ihn und gibt Wärme ab. Eine Art von Thermit verwendet Kupferpulver, eine leicht erhältliche Alternative zu Eisenpulver.
Hohe Magnetfelder
Die Kräfte in leistungsstarken experimentellen Elektromagneten sind hoch genug, um die Kupferwicklungen, die die Magnete zum Funktionieren bringen, zu explodieren. Wenn Elektrizität durch einen Draht fließt, erzeugt sie ein Magnetfeld um den Draht. Die Kräfte zwischen benachbarten Wicklungen in einem großen Elektromagneten drücken jedoch gegeneinander und erzeugen eine Spannung in dem Draht. Bei den meisten Elektromagneten sind die Kräfte nicht stark genug, um die Wicklungen zu beschädigen, aber die Kräfte werden größer, wenn die elektrischen Ströme zunehmen. Experimentelle Elektromagnete haben Felder, die sich 100 Tesla nähern - etwa 30-mal so stark wie die in Magnetresonanz-Bildgebungsgeräten (MRI) verwendeten starken Magnete. Wissenschaftler lassen die Magnete nur zweihundertstel Sekunden laufen, um zu verhindern, dass die Kupferwicklungen explodieren.