Das berühmteste Beispiel einer oszillierenden chemischen Reaktion wurde vom russischen Chemiker B.P. Belousow entdeckt und später vom A.M. Zhabotinski systematisch untersucht. Der genaue Verlauf dieser Reaktion ist recht kompliziert (21 verschiedene, zum Teil nur kurzzeitig erscheinende, Reaktionspartner nehmen an 18 Teilreaktionen teil). Die Variante mit der fluoreszierenden Rutheniumverbindung wurde von Brandl im Jahre1986 publiziert.


Die chemischen Vorgänge, welche die Farbumschläge verursachen laufen etwa wie folgt ab:

In der Lösung reagiert zunächst das Bromat-Ion (BrO3–) mit dem Bromid-Ion (Br–), wobei elementares Brom (Br2) entsteht. Nun wird die Malonsäure (CH2(COOH)2) durch das entstandene Brom in Brommalonsäure (BrCH(COOH)2) umgewandelt. Das Bromat-Ion würde auch mit der Rutheniumverbindung reagieren, wenn es dabei durch die Bromid-Ionen nicht gehindert wäre. Schon eine Bromid-Konzentration von 10–6 M verhindert diese Reaktion vollständig.

Erst wenn durch die oben erwähnte Umsetzung mit den Bromat-Ionen und der Malonsäure alle Bromid-Ionen verbraucht sind, kann es zu einer Reaktion der Bromat-Ionen mit der fluoreszierender Form der Rutheniumverbindung kommen, wobei diese zu der nicht fluoreszierenden Form oxidiert wird. Dieser Zustand der Lösung ist jedoch nicht stabil, weil nun die Brommalonsäure anfängt, die nicht fluoreszierende Form wieder zu der fluoreszierenden Form zu reduzieren. Da bei dieser Reaktion auch Bromid zurückgebildet wird, kann der Kreislauf von vorn beginnen.

Der Farbwechsel lässt sich solange beobachten, bis das Bromat-Ion oder die Malonsäure aufgebraucht ist.

Literatur
H. Brandl: Chemische Prozesse erzeugen Ordnungsstrukturen, Praxis der Naturwissenschaften - Physik 4/35 1986, s. 22