Силикагель является высокопористым телом, образованным мельчайшими сферическими частицами, по химическому составу - двуокисью кремния SiO2 (кремнезёмом). По внешнему виду представляет собой зерна или шаровидные гранулы.

Силикагель получают подкислением растворов силикатов натрия или калия с последующей промывкой и высушиванием образовавшегося геля: Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃ ; H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O.

Гель разламывают на куски, сушат, измельчают, делят на фракции и прокаливают до полного удаления влаги.

Физические свойства: температура плавления +1610°С; точка кипения + 2950°С; растворимость в воде 149мг/100мл; растворимость в жирах - нет. В большинстве обычно применяемых органических растворителей и кислотах (кроме плавиковой, с которой реагирует) практически не растворяется. Водородный показатель силикагеля составляет рН 6-7. Без запаха, не летуч, нет продуктов разложения, не самовоспламеняется. Температура регенерации 110-200 °С

Пористость – важное свойство, которое обуславливает использование силикагеля во многих отраслях промышленности. Эффективный средний диаметр пор 20-150 Ангстрем (1 Ангстрем = 10^-10 м) и удельную поверхность 100-1000 м²/г.

Силикагель - один из самых первых минеральных синтетических сорбентов, нашедших широкое применение в промышленности:

• для осушки воздуха в помещениях с большой влажностью или воздуха, подаваемого в компрессоры;
• для осушки углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов; для осушки природных газов;
• в качестве влагопоглотителя для предохранения от коррозии и от влаги при длительном хранении различных веществ (деталей машин, станков и др. механического оборудования; сухозаряженных аккумуляторных батарей; оптических приборов; кожи, различных кожаных изделий (сумки, обувь и т.д.); пищевых продуктов);
• для осушки различных жидкостей, особенно в том случае, когда обезвоживаемая жидкость плохо растворяет воду, например, в холодильной технике для обезвоживания фреона;
• силикагель хорошо адсорбирует пары полярных веществ (ацетона, спиртов, эфиров, бензола), такое свойство используется для улавливания (рекуперации) паров ценных органических соединений, например, бензола из газовых коксовых печей, бензина из природных газов;
• для очистки различных промышленных масел;
• для осушки и очистки нефтяных погонов и нефтешламов;
• в хроматографическом анализе для разделения и анализа смесей;
• в фармацевтической промышленности для концентрирования и выделения антибиотиков из культуральной жидкости;
• для сорбции платиновых металлов;
• как катализатор (ускоритель) многих органических реакций; как носитель для катализаторов;
• как иониты (для разделения радиоактивных изотопов; очистки промышленных сточных вод от ионов различных металлов);
• как средство медицинской помощи при интоксикации (отравлении) радиоактивными веществами.

Силикагель с маркировкой «для ВЭЖХ» применяют в жидкостной хроматографии в качестве неподвижной полярной фазы.

Главные преимущества силикагеля - относительная инертность, большая адсорбционная емкость, он легко поддается модификации. Различные типы силикагеля значительно отличаются по размерам пор и суммарной удельной поверхности.

В настоящее время известно более ста сортов (различных модификаций) силикагеля, а так же ряд силикагелей с химически модифицированной поверхностью. Также для процесса разделения важную роль имеет выбор элюента. При изменении природы подвижной фазы, можно в широких пределах изменять объемы удерживания и селективность разделения на одних и тех же адсорбентах.

Для силикагеля SiO2•хН20 кроме ОН-групп в адсорбционных процессах участвуют и поверхностные силоксановые группы ≡Si-O-Si≡. Присутствующая в силикагеле вода удерживается в нем в результате взаимодействия с поверхностными силанольными группами и за счет капиллярной конденсации.

Жидкостная хроматография основана на конкурентном взаимодействии полярных групп вещества и молекул растворителя с активными центрами адсорбента на его внутренней поверхности. Поверхность силикагеля, находящегося в равновесии с подвижной фазой всегда покрыта адсорбционным слоем. Если подвижная фаза содержит два или более компонентов, то состав адсорбционного слоя отличается от состава в объеме подвижной фазы. Адсорбция молекулы сорбата может происходить с вытеснением одной или нескольких молекул адсорбированного слоя или без него. Процессы взаимодействия молекул сорбата с адсорбционными слоями и поверхностью твердого адсорбента весьма сложны, главную роль в них играют ион-дипольные и диполь-дипольные взаимодействия. Селективность разделения в хроматографии определяется не только межмолекулярным взаимодействием молекул данного сорбата, но и межмолекулярными взаимодействиями молекул подвижной фазы как с адсорбентом, так и с молекулами сорбата, находящимися как на поверхности адсорбента, так и в адсорбционном слое и в объеме элюента.

В целом наблюдаются следующие закономерности:
удерживание молекул возрастает:

а) с увеличением полярности сорбата;
б) с уменьшением числа атомов углерода в его молекуле;
в) по мере уплощения молекулы и при увеличении числа π-электронов (для полиядерных соединений);

удерживание уменьшается:

а) с увеличением степени экранирования полярных групп сорбата орто-заместителями;
б) при увеличении полярности подвижной фазы;
в) по мере дегидроксилирования поверхности адсорбента.

Полярность сорбата определяется числом и характером полярных функциональных групп. Ниже приведены ряды функциональных групп органических веществ, расположенных в порядке возрастания адсорбируемости на силикагеле:
-СН₂- < -СН₃ < -СН=СН- < -S-R < -O-R < NO₂ < -NH-(карбазол) < -C(0)OR < -С(0)Н < -C(0)R < -ОН < -NH₂ < -С(0)ОН
F- < Сl- < Br- < I- < -OR < -NR₂ < -N0₂ < -C(0)OR < -C(0)R <-C(0)H < -NH₂ < -NH-C(0)R < -OH < -C(0)OH < -SO₃H

Жидкостная хроматография на силикагеле обеспечивает наибольшую селективность при разделении соединений, имеющих различные функциональные группы и различное число таких групп. В тоже время разделение веществ гомологов и вообще веществ по молекулярной массе в силу специфического механизма удерживания в этом варианте хроматографии не эффективно. Разделение членов гомологического ряда достигается только для первых членов и быстро падает с ростом числа метиленовых групп. Ограничением метода является растворимость сорбатов, они должны удовлетворительно растворяться в органических растворителях. Хроматографическая система очень чувствительна к влаге, медленно стабилизируется, поэтому градиентная хроматография на силикагеле имеет плохую воспроизводимость параметров удерживания и не целесообразна для рутинных анализов.

После использования силикагеля его можно регенерировать. Регенерация — это процесс восстановления рабочих свойств адсорбента (в данном случае силикагеля) после использования его для осушки или очистки каких-либо веществ. Регенерацию силикагеля можно осуществлять в промышленном масштабе, в химической лаборатории, а также в бытовых условиях. Процесс регенерации включает в себя три стадии:

1. Очистка адсорбента (может не проводиться);
2. Десорбция — это процесс, обратный адсорбции, то есть удаление адсорбтива из адсорбента;
3. Охлаждение адсорбента после десорбции.

В промышленных условиях процесс регенерации можно вести различными способами, в зависимости от того, для какого процесса осушки или очистки применялся силикагель. В лаборатории регенерацию силикагеля проводят в сушильном шкафу при нагревании до 150—170 °C в течение 3-4 часов.