L'oxyde de fer, communément appelé rouille, se forme lorsque le fer se corrode dans un environnement d'oxygène. Le fer est particulièrement désireux de se lier à l'oxygène, c'est pourquoi le fer pur est rare à la surface de la terre. La corrosion nécessite la présence d'une anode qui cède des électrons, d'une cathode qui accepte les électrons et d'un électrolyte qui facilite la circulation des électrons entre eux.
Dans la formation de l'oxyde de fer, le fer est l'anode. En tant que métal, le fer permet généralement le passage des électrons à travers lui avec peu de résistance. Paradoxalement, cela fait également du fer une cathode idéale car les électrons circulent d'une section du métal à l'autre à travers l'électrolyte.
L'électrolyte qui entraîne l'oxydation est généralement de l'eau. Une goutte de pluie capte le carbone de l'atmosphère au fur et à mesure qu'elle tombe, se transformant ainsi en acide carbonique faible. Cet acide en contact avec la surface de l'anode arrache les électrons de la surface du fer et les transmet à la cathode. L'énergie que ce processus confère à l'électrolyte rompt les liaisons entre l'hydrogène et l'oxygène dans l'eau.
Les atomes d'oxygène déplacés par le flux électrique à travers l'électrolyte sont absorbés par l'eau et se lient à l'oxygène libre. Les molécules d'oxyde de fer sont beaucoup plus grosses que celles du fer pur qui l'a formé, de sorte que la fine couche d'oxyde qui se forme à la surface du fer se détache facilement. Cela expose une nouvelle surface à l'acide carbonique et permet au processus de continuer.
