Gaschromatographie, GC, chromatographische Methode mit gasförmiger mobiler Phase zur Analyse (analytische G.) gasförmiger oder unzersetzt bzw. reproduzierbar zersetzt verdampfbarer Stoffgemische. Bei der Gas-Adsorptions-Chromatographie (GSC, engl. gas-solid-chromatography), auch als Gas-Feststoff-Chromatographie bezeichnet, ist die stationäre Phase ein aktiver fester Stoff (Adsorbens), bei der Gas-Verteilungs-Chromatographie (GLC, engl. gas-liquid-chromatography) eine Flüssigkeit (Gas-Flüssigkeit-Chromatographie), die auf einem inerten festen Trägermaterial fixiert ist. In der G. kommt fast ausschließlich die Elutionstechnik zur Anwendung bei isothermer oder temperaturprogrammierter Arbeitsweise.
 Technik der G. Die Apparatur besteht aus einer Druckflasche mit Druckminderventil, einer Gasmess- und -regeleinheit, dem Probeneinlass, dem Thermostaten mit der Trennsäule, einem Detektor mit Verstärker und Messwertregistrierung und -auswertung mit einem PC. Als Trägergase verwendet man vorwiegend Wasserstoff, Helium, Stickstoff oder Argon, ihre Strömungsgeschwindigkeit wird mit Feinstnadelventilen reguliert und mit Rotametern oder Seifenfilmströmungsmessern gemessen. Die Probengabe erfolgt mit Mikrodosierspritzen durch ein Septum oder mit Dosierschleifen, die Probenmenge liegt bei 1-10 μl für Flüssigkeiten und bei 1-10 ml für Gase.
Stationäre Phasen sind in der GSC Adsorbenzien wie Kieselgel, Aluminiumoxid, Aktivkohle, Molekularsiebe (4 A, 5 A und 13 X) oder poröse Polymere (Porapak). Die Körnung dieser Materialien liegt bei 0,1-0,2mm bzw. 0,2-0,3mm. In der GLC benutzt man vorwiegend gekörntes Trägermaterial auf Kieselgurbasis (Chromosorb W, Celite, Sterchamol), als stationäre Phasen Trennflüssigkeiten mit abgestufter Polarität, unterschiedlicher Selektivität und verschiedener thermischer Stabilität (Tab. 1). Die Bewertung von Trennflüssigkeiten erfolgt durch Differenzen von Retentionsindizes ausgewählter Testsubstanzen (Rohrschneider- bzw. McReynolds-Indizes). Während des Trennungsvorgangs stellt sich ein Gleichgewicht der gelösten Substanz zwischen der stationären und der mobilen Phase ein. Der Verteilungskoeffizient hängt vom Gasdruck p der gelösten Substanz ab und ist eine Funktion der Temperatur T: ln(p) = ΔH/RT + C, wobei ΔH die molare Lösungsenthalpie und C eine Konstante ist. Je höher die Temperatur ist, um so weniger wird die gelöste Substanz von der stationären Phase zurückgehalten, und um so schneller verlässt sie deshalb die Kolonne. Diese Tatsache wird genutzt, um Verbindungen mit langen Retentionszeiten durch schrittweise Temperaturerhöhung aus der Kolonne zu treiben. Der Nachweis der getrennten Komponenten erfolgt mit Detektoren, die sich nach dem jeweiligen physikalischen Messprinzip sowie in ihrer Empfindlichkeit und Selektivität unterscheiden (Tab. 2). Die Messwertanzeige erfolgt als Zeitdifferenzial.
Moderne Hochleistungsvariante der G. ist die Kapillargaschromatographie, bei der durch den Einsatz von Trennkapillaren (engl. open tubular columns) aus Metall, Glas oder Quarz (fused silica) mit einem Innendurchmesser von 0,1-0,5mm und 10-200 m Länge Trennleistungen von 105-107 theoretischen Trennstufen erreicht werden können. Die stationäre Phase befindet sich dabei als Film auf der Innenwand der Kapillare. Aufgrund einer geringen Belastbarkeit (10^-2-10-³ml) erfordern Trennkapillaren Splitdosierung und eine empfindliche Detektion (Abb. 1). Für Routineanalysen wird ein Flammenionisationsdetektor verwendet. Er besteht aus einer kleinen H2-Luft-Flamme, die an einer Metalldüse brennt. Das Eluatgas mischt sich mit dem H2 bevor dieses aus der Düse tritt. Die Verbrennung von H₂ erzeugt freie Radikale, aber keine Ionen; jedoch werden bei der Verbrennung von Kohlenstoff positive Ionen und freie Radikale gebildet. Die Ionen wandern zur Sammelelektrode, wo sie durch den Strom, den sie induzieren, gemessen werden. Anwendung findet die Kapillargaschromatographie unter anderem bei der Analyse von Naturstoffen, Erdölprodukten und Isomerengemischen (Abb. 2).
Bei der qualitativen Analyse erfolgt die Auswertung durch Substanzvergleich, Zumischen oder durch Kombination mit anderen Methoden (z. B. MS und IR-Spektroskopie). Zur quantitativen Analyse wird die Peakfläche herangezogen. Die Peakfläche ist der dosierten Menge proportional. Die Bestimmung dieser Peakfläche erfolgt durch Näherungsverfahren (Höhe mal Halbwertsbreite) oder durch mechanische bzw. elektronische Integration. Unter Berücksichtigung stoffspezifischer Korrekturfaktoren erhält man aus dem digitalisierten Messwert das quantitative Analysenergebnis in Masse- oder Volumenprozent. Die Nachweisgrenze der G. liegt bei 10-¹⁵g Substanz.

Tab. 1. Gaschromatographie. Trennnflüssigkeiten und ihre Einsatzmöglichkeiten.

Abb. 1. Gaschromatographie. Gaschromatographie mit Kapillartrennsäule und Flammenionisationsdetektor.

Abb. 2. Gaschromatographie. Gaschromatogramm eines Leichtbenzins. a) gepackte Säule: Säulenlänge 3m, Innendurchmesser 6mm, Trennflüssigkeit Dioctylphthalat auf Sterchamol; b) Kapillarsäule: Säulenlänge 50 m, Innendurchmesser 0,3mm, Trennflüssigkeit Squalan.