Die Vorgänge im BR-System können mithilfe eines im Jahre 1982 von S. D. Furrow und R. M. Noyes vorgeschlagenen Reaktionsmodells erklärt werden. In diesem Modell werden 30 Elementarreaktionen postuliert, auf die jedoch nicht ausführlich eingegangen werden kann.

Furrow und Noyes erachten aber 11 der 30 Elementarreaktionen als ausreichend, um das oszillatorische Verhalten des BR-Systems verständlich zu machen. Ebenso wie bei der BZ-Reaktion lassen sich die wichtigsten Teilschritte der BR-Reaktion drei großen Prozessen zuordnen.

Wie in dem abgebildeten Übersichtsschema deutlich wird, beinhaltet Prozess A nichtradikalische Reaktionen die bevorzugt bei hoher Iodidionenkonzentration stattfinden. Fällt im System die Iodidionenkonzentration durch Ablauf von Prozess A unter einen kritischen Wert, so gewinnen die im Prozess B zusammengefassten radikalischen Reaktionen an Bedeutung.

Die Prozesse A und B sind über eine dritte Reaktionsgruppe, Prozess C, miteinander gekoppelt. Prozess C hat für das Gesamtsystem eine wichtige Steuerungsfunktion: Dadurch, dass in diesem Prozess die Neubildung von Iodid aus den Reaktionsprodukten von Prozess B erfolgt, kommt es nach einem bestimmten Zeitraum zur Hemmung von Prozess B und das System wird auf den bei hoher Iodidkonzentration bevorzugt ablaufenden Prozess A „umgeschaltet".

Die in den Prozessen A, B und C zusammengefassten Teilreaktionen sollen im folgenden genauer betrachtet werden:

Im bei hoher Iodidionenkonzentration dominanten Prozess A erfolgt zunächst die Reaktion von Iodid mit Iodat zu iodiger Säure und hypoiodiger Säure. In einer Komproportionierungsreaktion wird die gebildete iodige Säure anschließend mit Iodid zu hypoiodiger Säure umgesetzt. Schließlich entsteht in einem weiteren Komproportionierungsschritt elementares Iod. (A I) stellt die summarische Bilanzierung der Reaktionsschritte (A 1), (A 2) und (A 3) dar. Im nächsten Teilschritt wird die im Reaktionsgemisch vorliegende Malonsäure iodiert.

Fasst man die Reaktionsschritte (A I) und (A II) zusammen, so wird deutlich, dass in Prozess A letztendlich die Iodierung von Malonsäure unter Verbrauch von Iodat und Iodid erfolgt.

Ist nun die Iodidionenkonzentration durch Ablauf von Prozess A unter einen kritischen Wert gefallen, so gewinnt Prozess B die Kontrolle über das System.

Bei geringer Iodidkonzentration können Iodationen mit Iodidionen um die in Reaktionsschritt (A 1) gebildete iodige Säure konkurrieren. In einer Komproportionierungsreaktion setzt sich iodige Säure zunächst mit Iodat zu radikalischem Ioddioxid um. Im nächsten Schritt wird dann die reduzierte Form des Redoxkatalysators durch das entstandene Ioddioxid oxidiert, wobei als wichtiges Reaktionsprodukt hypoiodige Säure gebildet wird. Summiert man die Reaktionen (B 1) und (B 2), so wird ersichtlich, dass Prozess B einen autokatalytischen Teilschritt beinhaltet. Wie bereits erwähnt wurde, stellt Rückkopplung in Form von Autokatalyse ein wesentliches Merkmal der homogenen Oszillationsreaktionen dar.

(B I) ist autokatalytisch bezüglich der iodigen Säure: Die Umsetzung eines HIO₂-Moleküls führt jeweils zur Bildung zweier Moleküle dieser Spezies.

Die in der Reaktionsfolge (B 1) und (B 2) entstandene iodige Säure wird im anschließenden Schritt durch eine Disproportionierung zu hypoiodiger Säure und Iodat wieder verbraucht:

Fasst man nun die als (B I) und (B II) bezeichneten Reaktionen zusammen, so wird deutlich, dass in Prozess B letztendlich die reduzierte Form des Redoxkatalysators durch Iodat oxidiert wird, wobei u. a. die für das Gesamtsystem wichtigen Reaktionsprodukte hypoiodige Säure und [Mn(H₂0)₅(OH)]³⁺ entstehen.

Wie im vorangehenden erläutert wurde, ist es im BR-System die Konzentration des Intermediaten Iodid, welche den Übergang von Prozess A zu Prozess B steuert. Während bei hoher Iodidkonzentration Prozess A dominant ist, gewinnt Prozess B immer dann an Bedeutung, wenn durch Ablauf von Prozess A die Konzentration dieser intermediären Spezies unter eine kritischen Wert gesunken ist. Damit nun aber Oszillationen zustande kommen können, muss es noch eine dritte Gruppe von Reaktionen geben, die das System wieder von Prozess B auf Prozess A zurückschaltet.

Diese Steuerungsfunktion kommt im BR-System Prozess C zu. Die beiden wichtigsten Aufgaben dieses Prozesses sind die folgenden:

• In Prozess C erfolgt die Neubildung von Iodidionen aus den in Prozess B entstandenen Reaktionsprodukten. Folglich wird Prozess B mit gewisser zeitlicher Verzögerung inhibiert und der bei hoher Iodidkonzentration bevorzugte Prozess A kann wieder die Kontrolle über das System übernehmen. Durch diese Form der negativen Rückkopplung schließt sich der Kreis.
• Prozess C hat aber noch eine weitere Funktion, die für das oszillatorische Verhalten des BR-Systems entscheidend ist: Dadurch, dass im Laufe dieses Prozesses die Überführung des Redoxkatalysators in seine reduzierte Form erfolgt, wird die Voraussetzung für die nächste Oszillation des Systems geschaffen.
• In Prozess C erfolgt zudem die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff. Da diese Reaktion stark exergonisch ist, stellt sie - ebenso wie die in Prozess A erfolgende Bildung von Iodmalonsäure - eine treibende Kraft für den gesamten Reaktionsverlauf dar.

Die in Prozess C ablaufenden Reaktionen sollen nun im einzelnen betrachtet werden:

Zunächst wird der in reduzierter Form vorliegende Redoxkatalysator durch Wasserstoffperoxid oxidiert. Die dabei entstehenden Perhydroxylradikale werden im nächsten Schritt zu Wasserstoffperoxid und Sauerstoff umgesetzt. Die Neubildung von Iodid erfolgt in Prozess C durch Reaktion von Wasserstoffperoxid mit der in Prozess B gebildeten hypoiodigen Säure.

Die Reaktionsschritte (C 1) - (C 3) lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

Reaktionsmechanismus-Quelle: Wintersemester 1996/1997, Veranstaltung: Übungen im Experimentalvortrag für Lehramtskandidaten, Leitung: Dr. J. Butenuth, Dr. E. Gerstner, Prof. Dr. H. Perst, Anke Marburger, Oszillierende Reaktionen und Strukturbildungsphänomene, http://www.chids.de/dachs/expvortr/578.pdf