Н. В. Новоселова физико-химические методы анализа курс лекций

17.1. Газовая хроматография. Наиболее важные хроматографиче-
ские методы – газо-адсорбционная и газо-жидкостная хроматография. 
При газовой хроматографии происходит распределение компонентов 
анализируемой смеси между газообразной и твердой или жидкой фа-
зами. В установке для газовой хроматографии используют твердый 
инертный пористый носитель, в газожидкостной хроматографии он 
покрыт тонким слоем жидкой фазы. Жидкая или твердая фазы непод-
вижны. Подвижной фазой служит газ-носитель, в котором содержит-
ся анализируемая проба. 
При выполнении газовой хроматографии в нагретый до опреде-
ленной температуры поток газа-носителя вводят анализируемую про-
бу. Вещества пробы испаряются и вместе с потоком газа поступают в 
термостатированную колонку с неподвижной фазой (адсорбентом). В 
колонке протекают многократные процессы адсорбции и десорбции 
на твердом носителе или растворения и выделения в жидкой пленке 
смеси газообразных веществ. Разделение сложной смеси здесь зави-
сит от коэффициентов адсорбции или распределения анализируемых 
веществ между фазами. На выходе из колонки смесь разделяется на 
индивидуальные вещества, поступающие с потоком газа на детектор. 
В газовой хроматографии существует два различных механизма 
удерживания компонентов пробы с твердой фазой (газотвердофазная 
хроматография, ГТХ) или с неподвижной жидкой фазой (газожидко-
стная хроматография, ГЖХ), которая может быть нанесена на твер-
дый носитель (промежуточный вариант). Эти механизмы действуют и 
в жидкостной хроматографии (ЖХ), но, помимо того, разделение мо-
жет быть также обусловлено взаимодействием между растворителем 
и растворенными компонентами пробы. 
В качестве газа-носителя в хроматографии выбирают инертные 
газы, не взаимодействующие с парами веществ: азот, диоксид угле-
рода, гелий, аргон, водород. При выборе газа-носителя учитывают 
тип детектора. Если применен катарометр, то используют газы с вы-

---

128 
сокой теплоемкостью (гелий и водород), обеспечивающие высокую 
чувствительность детектора. 
Газ-носитель перед подачей в хроматограф высушивают и осво-
бождают от примесей. Адсорбенты для газо-твердой хроматографии 
должны иметь развитую мелкопористую поверхность и определен-
ную степень дисперсности. Наиболее подходящий размер зерен ад-
сорбента 0,1…0,5 мм. В качестве адсорбентов обычно применяют си-
ликагель с пористостью 300…600 м
2
/г, активированный уголь − 
700…1000, оксид алюминия − 100…300 м
2
/г. Адсорбент подвергают 
специальной подготовке и очистке. Силикагель обрабатывают рас-
твором NaOH для удаления кислот и высушивают при 400…50O
0
C. 
Оксид алюминия, искусственные и природные силикаты и алюмоси-
ликаты (цеолиты) промывают от примесей и высушивают. 
В газо-жидкостной хроматографии жидкая фаза находится на 
твердом носителе. Твердые носители должны иметь малую (микро) 
пористость (до 20 м
2
/г), которая мешает четкому разделению (вхож-
дение части жидкой фазы в микропоры). Наиболее удобны в качестве 
твердых носителей различные модифицированные кремнеземы. На-
пример, хроматон получают методом кальцинирования кремнезема, 
формуя затем из него шарики диаметром 0,1...0,2 мм, хезасорб гото-
вят из кизельгура, сферохром − из силикатов. Иногда применяют но-
ситель из обожженной дробленой глины (кирпич), промытой и обра-
ботанной соответствующим способом. 
В качестве неподвижной жидкой фазы применяют многие жид-
кости. Они должны быть инертными по отношению к компонентам 
смеси, носителю, термически стойкими, обладать малой вязкостью и 
незначительной летучестью, иметь достаточную растворяющую спо-
собность по отношению к компонентам определяемой газовой смеси. 
В качестве жидкой фазы часто используют диглицерол для разделе-
ния спиртов, фенолов, ароматических анионов; эвтектическую смесь 
NaNO
3
, KNO
3
и LiNO
3
− для высокотемпературных опытов; апиезон 
(фракция нефти) − для разделения углеводородов; силиконовые по-
лимеры (CKTB, HCKT и др.), обладающие высокой термической ус-
тойчивостью. 
Практическое применение. Широкое применение и большое 
значение газовой хроматографии в практике вызвано тем, что с ее 
помощью можно идентифицировать отдельные компоненты сложных 
газовых смесей и определять их количественно, выполнение анализа 
не требует больших затрат времени, и метод является достаточно 

---

129 
универсальным. Методом газовой хроматографии анализируют неф-
тяные и рудничные газы, воздух, продукцию основной химии, нефть 
и продукты ее переработки. 
Хроматография газов используется в биологии и медицине, в 
технологии переработки древесины, в лесохимии и пищевой про-
мышленности.