Pengendapan sulfat terjadi ketika reaksi pengendapan dilakukan dengan menambahkan garam sulfat ke dalam larutan tertentu. Sebagian besar reaksi pengendapan ini berkaitan dengan ekstraksi protein dari larutan. Dua metode utama digunakan dalam pengendapan sulfat, salah satunya disebut sebagai “penggaraman” dan membutuhkan jumlah garam yang berlebihan untuk ditambahkan ke larutan untuk menyebabkan protein mengendap. Yang lain menggunakan larutan garam dingin dengan konsentrasi yang menurun diikuti dengan pemanasan bertahap untuk menyebabkan protein mengkristal.
Reaksi kimia mengambil banyak bentuk yang berbeda. Salah satu contoh reaksi kimia adalah pelarutan, yang biasa dialami ketika gula ditambahkan ke dalam kopi. Pengendapan dapat dianggap sebagai kebalikan dari ini, di mana padatan terbentuk dari larutan dan “diendapkan” ke dalam larutan. Ini terjadi ketika dua larutan larut yang berbeda digabungkan dalam wadah untuk membuat zat yang tidak larut. Tidak ada materi yang hilang dalam reaksi kimia, melainkan bahan kimia yang lebih reaktif menggantikan yang kurang reaktif dan meninggalkan padatan sebagai produk sampingan dari reaksi tersebut.
Untuk memahami pengendapan sulfat dengan benar, perlu dipahami apa yang sebenarnya terjadi pada tingkat atom selama reaksi pelarutan. Ketika gula ditambahkan ke air, molekul gula berikatan dengan molekul air, yang jumlahnya selalu terbatas. Akhirnya, jika seseorang terus menambahkan gula ke dalam air, larutannya akan benar-benar jenuh, artinya tidak ada molekul air yang tersisa untuk terikat dengan molekul gula dan membuatnya larut. Ini berarti gula apa pun yang ditambahkan setelah titik ini tidak akan larut, dan hanya akan berada di dasar cangkir.
Selama pengendapan sulfat, hal yang sama pada dasarnya terjadi, kecuali bahwa ada senyawa lain selain garam sulfat yang berdesak-desakan untuk posisi dengan molekul air. Bahan yang lebih reaktif dapat menggantikan ikatan yang dibentuk oleh yang kurang reaktif. Ini berarti bahwa garam, yang umumnya amonium sulfat ketika protein diekstraksi, mengambil tempat protein dalam larutan, dan protein mengeras seperti gula di dasar cangkir. Karena protein telah larut di dalam air, protein itu tampak terbentuk dari ketiadaan dan mengendap ke dalam wadah sebagai padatan.
Metode paling sederhana yang digunakan untuk mengekstrak protein dengan cara ini disebut sebagai “salting out”. Ini pada dasarnya sama dengan reaksi yang dijelaskan di atas, di mana jumlah garam yang berlebihan ditambahkan ke larutan untuk menyebabkan protein menjadi padat. Metode kedua pengendapan sulfat juga digunakan, dimana protein diekstraksi menggunakan larutan amonium sulfat pekat, dan kemudian larutan amonium sulfat dingin ditambahkan untuk mengisolasi protein yang lebih larut pada konsentrasi yang lebih tinggi. Larutan dingin secara bertahap menurun konsentrasinya, dan seluruh larutan dihangatkan secara perlahan untuk mengkristalkan protein.