Reduktion

Reduktion (lat., »Zurückführung, Umwandlung, Umrechnung«), in der Mathematik ist R. Verkleinerung nach Maßgabe eines bestimmten Verhältnisses und allgemeiner die Zurückführung von etwas Verwickeltem auf etwas Einfacheres, z. B. spricht man von der R. eines Bruches und meint dabei die Aufsuchung eines ebenso großen Bruches, bei dem Zähler und Nenner keinen gemeinsamen Teiler mehr haben. Ähnliche Operationen werden in der Physik ausgeführt. R. auf den leeren Raum ist nötig bei genauen Wägungen, denn in der Luft erleiden sowohl der zu wägende Körper als die Gewichtstücke einen Auftrieb gleich dem Gewicht der verdrängten Luft. Ist z. B. das Volumen des Körpers erheblich größer als das der Gewichkstücke, so wird er scheinbar um so leichter, je dichter die Luft, d. h. je höher der Barometerstand. – R. eines Barometerstandes auf 0° ist notwendig, weil sich das Quecksilber mit steigender Temperatur ausdehnt, d. h. leichter wird, so daß eine höhere Quecksilbersäule nötig ist, dem Luftdruck das Gleichgewicht zu halten, als bei 0°. Man muß also, um vergleichbare Werte zu erhalten, ermitteln, wie hoch die Quecksilbersäule bei dem betreffenden Luftdruck wäre, wenn sie die Temperatur 0° hätte. Auch die Ausdehnung des Maßstabes muß bei feinern Beobachtungen in Betracht gezogen werden. – Die R. eines Barometerstandes auf Meeresniveau ist nötig bei Zeichnung der Wetterkarten, d. h. man muß ermitteln, wie hoch an jeder Stelle der Stand des Quecksilbers wäre, wenn das Barometer bis auf Meeresniveau heruntergebracht würde, wobei natürlich der Luftdruck entsprechend zunimmt. – R. auf Normalschwere ist bei feinern barometrischen Beobachtungen nötig, weil die Schwere (das spezifische Gewicht) des Quecksilbers, wie das jeder andern Substanz, gegen die Pole hin größer, gegen den Äquator hin kleiner wird, so daß im ersten Fall dem gleichen Luftdruck eine kleinere, im andern Fall eine größere Quecksilbersäule das Gleichgewicht hält. Man gibt deshalb an, wie hoch das Barometer stände, wenn die geographische Breite 45° wäre. – R. eines gemessenen Gasvolumens auf 0° und 760 mm Druck ist nötig, weil sich das Gasvolumen außerordentlich stark mit Druck und Temperatur ändert. Wären z. B. 50 Liter Luft gemessen bei 20° Zimmertemperatur und 740 mm Barometerstand, so würden dieselben bei Abkühlung auf 0° zusammenschrumpfen auf 50.²⁷³/(273+20), und wenn ferner der Druck auf 760 mm erhöht würde, auf 50.^{(273. 740)}/(293. 760) Lit. Dies ist das reduzierte Volumen der Luftmenge. In der Chemie versteht man unter R. einen Prozeß, durch den aus Sauerstoff-, Chlor-, Brom-, Jod-, Schwefelverbindungen etc. der Sauerstoff, das Chlor, Brom, Jod oder der Schwefel ganz oder zum Teil von dem andern Bestandteil der Verbindung getrennt wird. Die R. der Sauerstoffverbindungen, besonders die unvollständige, heißt auch Desoxydation. Am häufigsten reduziert man Metalloxyde, und aus Erzen werden die Metalle in den Hüttenprozessen durch R. gewonnen. Die Oxyde von Quecksilber, Silber, Palladium, Iridium, Gold und Platin werden schon durch hohe Temperatur zerlegt; sehr kräftig wirkt der galvanische Strom, unter dessen Einfluß selbst Kaliumoxyd reduziert wird. Licht, besonders das blaue, violette und ultraviolette, reduziert Gold- und Silberoxyd vollständig. Als reduzierende Mittel werden Elemente oder Verbindungen angewendet, die große Neigung besitzen, sich mit Sauerstoff, Chlor, Brom, Jod, Schwefel etc. zu verbinden, und am häufigsten benutzt man bei Sauerstoffverbindungen Kohle und Wasserstoff, weil die Produkte, die sie mit Sauerstoff bilden, gasförmig sind und deshalb nicht bei den reduzierten Körpern zurückbleiben. Die Kohle wird beim Erhitzen mit den Metalloxyden je nach der Leichtigkeit, mit der diese den Sauerstoff abgeben, in Kohlenoxyd oder Kohlensäure verwandelt, und der Wasserstoff verbindet sich mit dem Sauerstoff der Oxyde zu Wasser. Statt des Wasserstoffs kann man bei hoher Temperatur auch Kohlenwasserstoff anwenden und statt der Kohle organische Substanzen, wie Mehl, Harz, Cremor tartari, die beim Erhitzen verkohlen. Reduziert man Metalloxyde durch Kohle, so verbindet sich oft das ausgeschiedene Metall mit überschüssigem Kohlenstoff. Im Hochofen erhält man nicht reines Eisen, sondern kohlenstoffreiches Gußeisen. Zahlreiche Metallverbindungen kann man reduzieren durch Metalle, die zu den elektronegativen Bestandteilen der Verbindungen größere Verwandtschaft haben (Kupfer fällt aus Silbersalzen Silber, Eisen aus Kupfersalzen Kupfer). Ein sehr brauchbares Reduktionsmittel ist Zinkstaub, und am kräftigsten reduziert Kalium. Man benutzt indes meist Natrium in Form von Natriumamalgam, auch Aluminiumamalgam und Magnesium. Um Körper in saurer Lösung zu reduzieren, bringt man sie z. B. mit Zink und Schwefelsäure zusammen, wo dann der Wasserstoff im Entstehungsmoment kräftig reduzierend wirkt. Ammoniak reduziert viele Metalloxyde wie Wasserstoff und auch Chlorverbindungen. Sehr kräftige Reduktionsmittel sind Eisenvitriol, Zinnchlorür, Phosphorige und Schweflige Säure, Kohlenoxyd, Salmiak, Cyankalium (Reduziersalz), hydroxylamindisulfosaures Kali etc. Schwefelsäuresalze werden beim Erhitzen mit Kohle zu Schwefelmetallen reduziert, aber letztere sind durch Kohle nicht reduzierbar. – Im Münz-, Maß- und Gewichtswesen heißt R. die Umrechnung einer Größe in Mengen einer andern Maßeinheit, zu welchem Behuf es Reduktionstabellen, Reduktionsmaßstäbe etc. gibt.