כאשר מימן (H2) וחמצן (O2) במצב מולקולארי מתרכבים יחד משתחררת אנרגיה ונוצרים מים (H2O) או מי חמצן (H2O2).
בשני המקרים מולקולות המימן מתחמצנות ומולקולות החמצן עוברות חיזור.
תהליך החמצון של המימן יחסית פשוט ובסופו נוצרים שני פרוטונים ושני אלקטרונים.
תהליך החיזור של החמצן יותר מסובך מכיוון שהוא יכול לערב 1,2 או 4 אלקטרונים.
חיזור של חמצן ברמה של 4 אלקטרונים יוביל ליצור של 2 (מול) מולקולות מים ושחרור אנרגיה ברמה של -
571.6 קילוג'אול.
חיזור של חמצן ברמה של 2 אלקטרונים יוביל ליצור של מולקולת מי-חמצן ושחרור אנרגיה ברמה של
187.8 קילוג'אול.
אמנם 2 התהליכים מייצרים אנרגיה אך יש עדיפות של 380 קילו-ג'אולים לטובת ייצור המים ולכן תהליכים עצמאיים לרוב יטו "להידרדר" במורד המסלול האנרגטי לנקודה הנמוכה והיציבה ביותר.
יש כמובן יוצאים מהכלל לנאמר למעלה ולכן התהליך אינו פשוט. בתאי דלק למשל full cells)) יכולים להיווצר שני המסלולים ויש צורך לשלוט בתהליך הרצוי, דבר זה מתבצע ע"י קטליזטור - פלטינום לרוב.
בתא החי, יתרון זה כאשר הוא מצטבר באין ספור פעולות חמצון וחיזור של מימן וחמצן יוצרים עדיפות חזקה לייצור מים ובכך להשיג עוד אנרגיה שנאגרת כ ATP. בנוסף כמובן יש לזכור את העובדה שמי חמצן הם חומר מאוד פעיל שמגיב עם סביבתו ובתור כזה הוא מסוכן מאוד לתא החי.
מאת: ד"ר מאיר ברק
מחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
וד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.