Siiteytyminen

Siiteytyminen on kemiallinen ja geologinen prosessi, jossa liuoksessa olevat aineet tiivistyvät ja muodostavat kiinteän faasin. Siiteytyminen tapahtuu yleensä, kun liuoksen kyllästymistila ylittää liukoisuuden rajat tai kun kemiallinen reaktio johtaa uuden kiinteän aineen syntymiseen liuoksesta. Prosessi koostuu ytimen muodostumisesta (nukleaatio) ja kiinteän faasin kasvusta (kasvu).

Ytimen voi muodostua homogeenisesti liuoksessa tai heterogeenisesti kiinteän pinnan, epäpuhtauksien tai rajapintojen vaikutuksesta. Kasvu etenee, kun kiteet kasvavat ympäröivän liuoksen ylitettävän kyllästyksen puitteissa. Siiteytyminen voi johtaa eriaikaiseen ja erikokoiseen kiteiden muodostumiseen sekä mahdollisesti Ostwaldin kypsymiseen, jossa suuremmat kiteet kasvavat pienempiä nopeammin.

Siiteytymistä esiintyy sekä luonnossa että teollisuudessa. Luonnossa se selittää mineraalien, kuten karbonaattimineraalien, sedimentaatiota ja kivilajien diagenetistä kehitystä. Teollisuudessa siiteytymistä hyödynnetään vedenkäsittelyssä epätoivottujen ioneiden saostamiseksi, metallien ja arvokkaiden yhdisteiden talteenotossa sekä kontrolloidussa kiteytyksessä esimerkiksi uusien materiaalien valmistuksessa.

Tekijöitä, jotka vaikuttavat siiteytymiseen, ovat lämpötila, paine, pH-arvo, liukoisuussuhteet, ionivahvuus sekä kompleksi- ja epäpuhtaustason muutokset. Yleisesti ottaen suurempi kyllästyminen nopeuttaa nucleation ja kasvuvaiheita, kun taas erilaiset pinnat ja lisä-aineet voivat muuttaa kiteiden muotoa ja kokoa. Siiteytymisen hallinta on keskeistä sekä ympäristötekniikassa että materiaalitieteessä.