O ferro enferruja quando entra em contato com oxigênio e água. Ele enferruja mais rápido em chuva ácida e água salgada. Tanto o oxigênio quanto a água são necessários para a ferrugem, que é uma reação de oxidação.
Quando o ferro reage com o oxigênio e a água, ele forma óxido de ferro hidratado; isso é o que as pessoas vêem como ferrugem. A oxidação se refere a reações em que uma substância perde elétrons e aumenta sua carga positiva. No caso do ferro, ele perde seus elétrons para o oxigênio. Em uma reação de oxidação, os elétrons são transferidos de uma substância para outra. Os elétrons do ferro são transferidos para o oxigênio quando o ferro é encontrado na presença de oxigênio.
A água é essencial para que ocorra a oxidação, pois facilita a transferência de elétrons. Quando a água atinge o ferro, duas coisas ocorrem quase imediatamente. Primeiro, a água se combina com o dióxido de carbono para produzir um ácido carbônico fraco. À medida que o ferro se dissolve e se forma ácido, parte da água se decompõe em seus componentes básicos, oxigênio e hidrogênio. O oxigênio e o ferro se ligam ao óxido de ferro, liberando elétrons no processo.
A ferrugem não ocorre facilmente em locais onde o ar é seco na maior parte do tempo. No entanto, em climas úmidos, o ferro enferruja mais rápido porque o ar contém muitas gotas de água. A chuva ácida e a água que contém sal aceleram o processo de ferrugem.