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海洋中的氧化还原

我们经常看到风吹雨淋后锈迹斑斑的铁钉。

这是金属铁和空气中的氧气结合后生成了三氧化二铁（Fe2O3）。

当纸或木头燃烧时，碳元素和氧气结合反应生成二氧化碳。

这种现象叫做“氧化反应”

。

氧化反应的逆形式便是“还原反应”

。

在氧化反应中铁和碳原子由于失去电子（e）而被氧化，氧气则因为得到电子而被还原。

空气中21％的氧气在自由游**，是一个极强的氧化环境，也正是因为这样动物才可以呼吸生存，才会有火灾发生。

海水中的氧化还原反应也可由固定的几种元素来表示。

由于海水的pH在8．2左右，氢离子的浓度是一定的，所以海水中溶解的氧气的多少是决定其氧化条件的关键。

1升的海水在0℃时可以溶解8毫升的氧气，在25℃时可以溶解5毫升的氧气。

海水具有较强的氧化能力。

在中深海层，浮游生物尸骸的分解要消耗大量的氧气。

但是太平洋、印度洋、大西洋等大洋中仍然残余着大量氧气。

海水中的铁、锰等元素被氧化后成为三氧化二铁和二氧化锰沉淀在海底。

在黑海及一部分峡湾等地方则略有不同。

在这些海域，深层的海水缺少流动，从海面上层沉淀下的有机物将氧气消耗殆尽，所以有很强的还原性。

在这种缺氧环境中，需要呼吸的鱼或原生动物根本不可能生存。

当溶解在海水中的氧气分子被消耗完后，有机物的分解反应开始利用硝酸根离子、氧化铁、氧化锰及硫酸根离子中的氧元素。

因此黑海海底200米以下和其他海域不同，出现了其他海域中没有的氨离子和硫化氢离子，同时铁和锰也以2价的阳离子（易溶于水）存在，浓度也较高。

大洋深海表层的沉积物由于和含氧的海水接触，所以呈三氧化二铁的红褐色。

含有大量的有机物的大陆斜面和沿岸的沉积物则逐渐变成还原性物质，由于硫化沉淀物的影响呈灰或黑色。

这种沉淀物的气味和臭鸡蛋相似。

当连硫酸也被彻底消耗完后，碳酸也最终被还原，生成甲烷气泡。

在海洋中极少有这种强还原性的情况发生，但在海湾中偶尔存在。

据估测，大约20亿年前浮游植物开始进行光合作用，大气中的氧气开始积蓄。

在此以前地球的环境可能和深海海底相似，为一个缺少氧气、还原性极强的世界。