A reação de oxidação do ferro e do oxigênio para formar a substância comumente chamada de ferrugem ocorre de acordo com esta equação: 4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 . A água também é necessária para que essa reação ocorra, mas como a quantidade total de água não muda, ela não é incluída na equação.
A produção de ferrugem é um exemplo de uma das reações químicas mais comuns na Terra: oxidação /redução. Nesse tipo de reação, alguns elétrons são transferidos de uma substância para outra. Nesse caso, os elétrons estão sendo transferidos do ferro para o oxigênio.
Quando o ferro perde três de seus elétrons para o oxigênio, ele se torna o íon Fe 3+ e o oxigênio se torna o íon O 2- . O O 2- reage rapidamente com os íons H + na água para formar H 2 0. Os íons Fe 3+ também reagem com água para formar óxido de ferro (Fe 2 O 3 ) ou ferrugem.
Embora a quantidade líquida de água permaneça a mesma nesta reação, a disponibilidade de água limita a oxidação do ferro, razão pela qual o ferro enferruja mais rapidamente em um ambiente úmido do que seco.