La réaction d'oxydation du fer et de l'oxygène pour former la substance communément appelée rouille se produit selon cette équation : 4Fe + 3O2 = 2Fe2O 3. L'eau est également nécessaire pour que cette réaction se produise, mais comme la quantité totale d'eau ne change pas, elle n'est pas incluse dans l'équation.
La production de rouille est un exemple de l'une des réactions chimiques les plus courantes sur Terre : l'oxydation/réduction. Dans ce type de réaction, certains électrons sont transférés d'une substance à une autre. Dans ce cas, les électrons sont transférés du fer à l'oxygène.
Lorsque le fer perd trois de ses électrons au profit de l'oxygène, il devient l'ion Fe3+ et l'oxygène devient l'ion O2-. Le O2- réagit rapidement avec les ions H+ dans l'eau pour former H20. Les ions Fe3+ réagissent également avec l'eau pour former de l'oxyde de fer (Fe2O3), ou de la rouille.
Bien que la quantité nette d'eau reste la même dans cette réaction, la disponibilité de l'eau limite l'oxydation du fer, c'est pourquoi le fer rouille plus rapidement dans un environnement humide que sec.
