沈殿（化学）

固体粒子同士を凝集させ、重力によって溶液から除去するのに十分な引力（例えばファンデルワールス力）がない場合、粒子は懸濁状態のままコロイドを形成する。高速遠心分離によって沈降を促進することができる。このようにして得られたコンパクトな塊は、「ペレット」と呼ばれることがある。

消化、または沈殿物の熟成は、新しく形成された沈殿物を、通常はより高い温度で、それが沈殿した溶液中に放置したときに起こります。その結果、より純粋で大きな再結晶粒子が得られます。消化の根底にある物理化学的プロセスは、オストワルド熟成と呼ばれます。^{[ 5 ] [ 6 ]}

沈殿物の形成は、イオンの同定と定量に使用される重量分析の中核的なステップです。水溶液からの沈​​殿の一般的な例は、塩化銀です。硝酸銀（AgNO _{3 ）を}塩化カリウム（KCl）溶液に加えると、白色固体（AgCl）の沈殿が観察されます。^{[ 7 ] [ 8 ]}

AgNO₃ + _KCl → AgCl↓ + _KNO₃

イオン反応式を用いることで、水溶液中に存在する解離したイオンを詳細に記述し、この反応式を記述することができる。

Ag ⁺ + NO − 3 + K ⁺ + Cl ⁻ → AgCl↓ + K ⁺ + NO − 3

カリウムは、沈殿剤としてヘキサクロロ白金酸を用いて定量される。 ^{[ 9 ] K +}イオン を含む溶液を過剰量のこの白金酸で処理すると、定量的にヘキサクロロ白金酸カリウムが得られる。これは容易に秤量でき、吸湿性がない。

2 K ⁺ + H ₂ [ PtCl ₆ ] → K ₂ [ PtCl ₆ ] + 2 H ⁺

均一沈殿とは、硫酸バリウムの場合のように、単一の均一溶液から沈殿物が形成されることを指します。^{[ 10 ]}バリウムイオンを含む試料溶液に過剰量のスルファミン酸を加えます。この溶液を加熱して、スルファミン酸を加水分解して硫酸水素塩を生成させます。

2H2NSO3H + _2H2O → _2NH + 4 + 2HSO − 4_​

重硫酸塩はバリウムイオンと容易に反応して硫酸塩を生成する。

2HSO − 4 + Ba ²⁺ → BaSO ₄ + 2H ⁺

水酸化物沈殿法はおそらく最も広く用いられている工業的な沈殿プロセスであり、水酸化カルシウム（消石灰）または水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）を沈殿剤として添加することにより金属水酸化物を生成する。

沈殿は、放射性廃棄物から危険な放射性核種を分離するための戦略の1つです。特に注目されている分野は、 ^137Csの除去です。^{[ 11 ]}

タンパク質の精製および分離は、溶媒の性質や比誘電率の値を変化させる（例えば、水をエタノールに置き換える）ことによる沈殿、または溶液のイオン強度を増加させることによって行うことができる。タンパク質は、特異的な折り畳みと様々な弱い分子間相互作用（例えば、水素結合）により複雑な三次構造および四次構造を持つため、これらの超構造を改変してタンパク質を変性させ、沈殿させることができる。抗溶媒のもう一つの重要な応用例は、DNAのエタノール沈殿である。

固体相では、急速冷却やイオン注入などにより、一方の固体の濃度がホスト固体の溶解度限界を超え 、かつ拡散によって析出物への分離が起こるほど温度が高い場合に沈殿が生じる。固体中の沈殿は、ナノクラスターの合成に日常的に使用されている。^{[ 12 ]}

冶金学において、固溶体からの析出は合金を強化する方法の一つでもある。

核燃料ピンのジルカロイ被覆材におけるジルコニウム水素化物などの金属合金中のセラミック相の析出は、金属合金を脆化させ、機械的破損につながる可能性がある。したがって、使用済み核燃料を冷却する際の温度と圧力の条件を正確に管理することは、被覆材の損傷を防ぎ、乾式貯蔵容器や地層処分場において使用済み燃料要素の健全性を長期にわたって維持するために不可欠である。