沉淀指固体颗粒因重力作用从液体中下沉分离的过程。这一现象涵盖地质、化学、水处理及日常生活领域。
地质领域的沉淀
地质沉淀是地表区域沉积物沉积的过程。沉积物为颗粒状固体物质，由风、雨、温度变化或水流等自然作用形成。水流将沉积物输送至沉积盆地——河流、水库等洼地区域。重力促使悬浮颗粒最终沉降于底部。沉淀塑造地形外观，与地表凹陷区域相关，区别于主要发生在高地的侵蚀作用。
化学反应的沉淀
化学沉淀是从液相产生可分离固相的过程，或指从过饱和溶液中析出的难溶物质。满足两个条件时发生沉淀反应：溶解化合物解离成离子，且离子能结合形成新化合物。例如硫酸滴入钡盐溶液生成硫酸钡沉淀。
溶度积常数Ksp决定沉淀是否形成。难溶电解质饱和溶液中，组成沉淀的各离子浓度乘积为常数。以硫酸钡为例，[Ba²⁺][SO₄²⁻]＜Ksp时不沉淀；等于Ksp时平衡；大于Ksp时析出沉淀直至恢复平衡。同离子效应降低沉淀溶解度：加入共同离子电解质使沉淀更完全。
沉淀结构分两类：晶形沉淀如硫酸钡，颗粒大（0.1-1微米）、排列规则、易过滤；非晶形沉淀如Fe₂O₃·nH₂O，颗粒小（＜0.02微米）、结构疏松、难过滤。
水处理中的沉淀
水处理中沉淀指固体颗粒仅靠重力从水中分离的物理过程，无化学反应。澄清则涉及化学絮凝：加入混凝剂使颗粒碰撞吸附形成絮凝物。沉淀形式分三种：
- 自然沉降：颗粒大小、形状、密度不变，如初沉池泥沙分离。
- 混凝沉淀：颗粒接触凝聚后改变物理特性，用于污水和自来水净化。
- 化学沉淀：加入药剂使溶解杂质结晶或沉淀，如氢氧化物处理电镀废水金属离子。
沉淀效果受五因素影响：
- 同离子效应：加大沉淀剂量可加速沉淀。
- 酸效应：弱酸盐沉淀需低酸度环境。
- 盐效应：强电解质增加沉淀溶解度，应避免。
- 络合效应：络合剂生成可溶物，降低沉淀效率。
- 水温：多数沉淀物溶解度随温度升高而增大。
日常生活的沉淀现象
暖壶水垢由碳酸钙沉积形成。铁锅锈迹是三氧化二铁或四氧化二铁沉积。面粉搅入水后沉底；泥土入水沉积形成河底泥沙。牛奶加橘子粉快速沉降。固体颗粒难溶于水导致沉淀现象。
沉淀既是自然力量的记录者，也是人类分离提纯的关键技术。颗粒在重力下的沉降，离子在溶液中的结合，共同构成物质分离的基础机制。