[发明专利]一种亚硫酸氢根与碘反应过程的分析方法

说明书

本发明公开了一种亚硫酸氢根与碘反应过程的分析方法，包括：确定亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的反应坐标；通过分子模拟的方法，确定亚硫酸氢根与碘反应过程中的反应机理，得亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的各反应坐标的物质结构及能量变化，该方法能够准确获取亚硫酸氢根与碘反应过程中各物质结构及能量的变化。

技术领域

本发明属于量子化学技术领域，涉及一种亚硫酸氢根与碘反应过程的分析方法。

背景技术

亚硫酸氢根是石灰石-石膏法湿法脱硫工艺中浆液处于欠氧化状态时浆液液相中最主要的还原性物质。目前，通常通过碘量法确定脱硫浆液中亚硫酸氢根的含量，但是不能对亚硫酸氢根与碘反应过程的反应机理进行分析，因此不能确定各反应坐标下的物质结构及能量变化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种亚硫酸氢根与碘反应过程的分析方法，该方法能够准确获取亚硫酸氢根与碘反应过程中各物质结构及能量的变化。

为达到上述目的，本发明所述的亚硫酸氢根与碘反应过程的分析方法包括：

确定亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的反应坐标；

通过分子模拟的方法，确定亚硫酸氢根与碘反应过程中的反应机理，得亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的各反应坐标的物质结构及能量变化。

亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的反应坐标包括反应坐标11、反应坐标12、反应坐标13、反应坐标14、反应坐标15及反应坐标16：

反应坐标11为分离状态下的反应物：HSO₃^-+I₂+H₂O；

反应坐标12为键合状态下的反应物：HSO₃^--I₂-H₂O；

反应坐标13为过渡态：TS；

反应坐标14为键合状态下的生成物：HSO₄^--2I^--2H⁺；

反应坐标15为分离状态下的生成物1：HSO₄^-+2I^-+2H⁺；

反应坐标16为分离状态下的生成物2：SO₄^2-+2I^-+3H⁺。

通过分子模拟的方法，确定亚硫酸氢根与碘反应过程中的反应机理，得亚硫酸氢根与碘反应过程中涉及到的各反应坐标的物质结构及能量变化的具体过程为：

设置模拟计算的参数；

确定各反应坐标下物质结构及能量的计算原则；

分别绘制HSO₄^-、HSO₃^-、I₂及H₂O的结构，执行几何优化、频率分析及单点能计算，获得反应坐标11分离状态下的反应物结构及能量；

绘制过渡态初始结构，通过几何优化搜索过渡态，并执行单点能计算，获得反应坐标13过渡态的结构及能量；

以过渡态为初始结构，执行内禀反应坐标计算，并以内禀反应坐标计算所得的反应路径上两个端点的结构为初始结构，执行几何优化，并进行频率分析及单点能计算，获得反应坐标12键合状态下的反应物及反应坐标14键合状态下生成物的物质结构及能量；

计算反应坐标15分离状态下的生成物1的能量；