همهی ما آب و آتش رو دشمن هم میدونیم و وقتی چیزی میسوزه، روی اون آب میریزیم تا خاموش بشه. این قانون در بیشتر مواقع درسته، چون آب هم گرما رو جذب میکنه و هم اکسیژن اطراف شعله رو کم میکنه. اما مسئله اینجاست که "سوختن" فقط یک شعلهی ساده نیست؛ سوختن یه واکنش شیمیاییه و بسته به نوع ماده، میتونه شکل های متفاوتی داشته باشه. بعضی واکنشها اونقدر پرانرژی هستن که آب نمیتونه جلوی اونها رو بگیره. در این پست بررسی میکنیم چرا بعضی مواد حتی در تماس با آب هم میتونن شعلهور بشن و این رفتار چه کاربردهایی داره.
از نظر علمی، آتش یعنی واکنش سریع یک ماده با اکسیژن که همراه با آزاد شدن انرژی به صورت نور و گرماست. معمولا این اکسیژن از هوا میاد، برای همین وقتی چیزی رو زیر آب میبریم، اکسیژن قطع میشه و شعله خاموش میشه؛ اما همهی مواد برای سوختن وابسته به اکسیژن هوا نیستن. بعضی مواد اکسیژن رو در ساختار شیمیایی خودشون دارن یا میتونن اون رو از مولکول های دیگه جدا کنن. اگه چنین مادهای گرم بشه، حتی در محیط بدون هوا یا داخل آب هم میتونه واکنش خودش رو ادامه بده. پس خاموش شدن آتش در آب، یک قانون مطلق نیست بلکه وابسته به نوع مادهی در حال واکنشه
فلزاتی مثل منیزیم(نه در دمای معمول)، سدیم و پتاسیم بشدت با اکسیژن و آب واکنش میدن. منیزیم اگه خیلی داغ بشه، حتی وقتی داخل آب بیفته هم میتونه بسوزه، چون دمای شعلش اونقدر بالاست که مولکولهای آب رو تجزیه میکنه و از اونها هیدروژن آزاد میشه. هیدروژن خودش قابل اشتعاله و باعث میشه شعله ادامه پیدا کنه. سدیم و پتاسیم حتی قبل از شعلهور شدن هم با آب واکنش انفجاری میدن و گرمای زیادی آزاد میکنن. این مواد واقعا میتونن در تماس با آب، شعله یا انفجار ایجاد کنن، و بشدت غیرقابل کنترل و خطرناکن.
بعضی ترکیبات شیمیایی مثل ترمیت یا مواد اکسیدکنندهی قوی، اکسیژن رو در ساختار خودشون ذخیره کردن. این یعنی برای ادامهی واکنش نیازی به اکسیژن هوا ندارن. وقتی چنین موادی فعال بشن، واکنش اونها حتی در محیطهای بدون هوا یا زیر آب هم ادامه پیدا میکنه. ترمیت مثلا میتونه فلز رو ذوب کنه، چون دمای واکنشش به چند هزار درجه میرسه. در این حالت، آب فقط اطراف واکنش رو سرد میکنه، ولی نمیتونه اون رو متوقف کنه. این نوع سوختن شبیه آتیش معمولی نیست، بلکه بیشتر شبیه یک واکنش شیمیایی کنترل نشدهی بسیار داغه.
در بعضی واکنش ها، آب فقط محیط نیست، بلکه یکی از مواد واکنشدهندست. وقتی فلزات خاصی با آب تماس پیدا میکنن، هیدروژن آزاد میشه و این فرایند گرما تولید میکنه. اگر این گرما زیاد باشه، گاز هیدروژن میتونه آتیش بگیره و چیزی شبیه شعله در محیط آبی دیده بشه. در این حالت، شعلهای که میبینیم از خود آب نیست، بلکه از گازیه که از آب جدا شده. بنابراین بعضی از "آتشهای زیر آب" در واقع نتیجهی تجزیهی آب و سوختن گاز حاصل از اون هستن، نه سوختن مستقیم آب.
در صنعت، از واکنشهای بسیار پرانرژی برای برش فلز، جوشکاری خاص و ذوب مواد سخت استفاده میشه. در حوزه فناوری های دفاعی، موادی طراحی شدن که در محیط مرطوب یا حتی زیر آب هم فعال بمونن، مثلا برای مهمات یا تجهیزات خاص دریایی. در شیمی و فیزیک، این واکنشها برای مطالعهی انتقال انرژی و ساخت مواد مقاوم به شرایط extreme مهمن. حتی در آزمایشگاهها، بعضی از این واکنشها بهعنوان نمونههای آموزشی برای نشون دادن قدرت واکنشهای شیمیایی استفاده میشن