Belousov-Zhabotinsky-Reaktion

Die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion (BZR oder BZ-Reaktion) ist das klassische Beispiel für einen homogenen chemischen Oszillator. Sie dient häufig zur Veranschaulichung emergenter und chaotischer Systeme. Es handelt sich um ein System mehrerer chemischer Reaktionen, das eine zeitliche Oszillation oder eine selbstorganisierte räumliche Struktur zeigt, abhängig von den Versuchsbedingungen, was für chemische Reaktionen eigentlich unüblich ist. Anfangs wurde die Reaktion für einen Messfehler oder Artefakt gehalten, da der zweite Hauptsatz der Thermodynamik einen solchen Vorgang zu verbieten schien. Dieser Satz der Physik besagt, dass sich aus einem ungeordneten Zustand von allein (also ohne Zufuhr externer Energie) kein geordneterer Zustand bilden kann. Dieser Satz ist hier aber nicht anwendbar, da er nur für geschlossene Systeme im thermischen Gleichgewicht gilt. Die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion ist aber eine dissipative Reaktion,^[1] die fern vom thermischen Gleichgewicht abläuft und deswegen dieses außergewöhnliche Verhalten zeigen kann.

Klassisch wird die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion in einer Petrischale durchgeführt (siehe Abbildung rechts), weil so beispielsweise mittels Tageslichtprojektor das Muster gut zu sehen ist. Es breitet sich wie kreisförmige Wellen aus.

Das Prinzip des chemischen Oszillators lässt sich auch mit anderen Reaktionssystemen zeigen, wie mittels der sogenannten Ioduhr (Briggs-Rauscher-Reaktion).

1. ↑ Ilya Prigogine: Vom Sein zum Werden – Zeit und Komplexität in den Naturwissenschaften, Piper 1992.