Konsentrasjonsprofiler

Konsentrasjonsprofiler er funksjoner som beskriver hvordan konsentrasjonen av et stoff fordeler seg i et system over tid og/eller rom. En romlig profil viser hvordan C varierer med posisjon ved et gitt tidspunkt, mens en tidsprofil viser hvordan C endrer seg ved et bestemt sted. I praksis kan profilen beskrives som C(x,t), og den kan være i dynamisk endring eller i balanse (likevekt).

Kjernen i konsentrasjonsprofiler er transport og transformasjon av stoffet: diffusjon, adveksjon/konveksjon, dispersion, kjemiske reaksjoner, sorpsjon eller adsorpsjon og nedbrytning. I porøse medier og miljøsystemer er profilen en viktig del av vurderingen av forurensningsspørsmål og effektive remedieringsstrategier. I farmakokinetikk og medisin brukes profiler for å beskrive fordeling av legemidler i vev og organer, mens i kromatografi og elektroanalyse beskriver de hvordan konsentrasjonen endres langs en kolonne eller en elektrode.

Måling og modellering av konsentrasjonsprofiler skjer gjennom eksperimentelle metoder som mikroelektroder, sensorer, bildeavbildning eller prøvetaking, samt gjennom matematisk modellering. De mest brukte modellene er løsninger av partielle differensiallikninger som beskriver D ∂²C/∂x² - v ∂C/∂x - kC + S, samt numeriske metoder som finite difference og finite element. Analytiske løsninger finnes for enkle geometrier og grensebetingelser.

Profilene gir innsikt i hvor og når et stoff forventes å være til stede i et system, og ligger til grunn for miljøvernutredninger, behandling av forurensning, legemiddelutvikling og industrielle prosesser. Usikkerheter i parametere og antagelser begrenser nøyaktigheten av profilen.