Reacția de oxidare a fierului și a oxigenului pentru a forma substanța denumită frecvent rugina are loc în conformitate cu această ecuație: 4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 3 . Apa este, de asemenea, necesară pentru ca această reacție să aibă loc, dar deoarece cantitatea totală de apă nu se schimbă, ea nu este inclusă în ecuație.
Producția de rugină este un exemplu al uneia dintre cele mai frecvente reacții chimice de pe Pământ: oxidare /reducere. În acest tip de reacție, unii electroni sunt transferați de la o substanță la alta. În acest caz, electronii sunt transferați de la fier la oxigen.
Atunci când fierul își pierde trei electroni la oxigen, devine ionul Fe <3> și oxigenul devine ionul de oxigen. Reacția reacționează rapid cu ionii de hidrogen în apă pentru a forma H 2 0. Ionii de Fe + 3 + reacționează de asemenea cu apă pentru a forma oxid de fier (Fe 2 O 3 ) sau rugină.Deși cantitatea netă de apă rămâne aceeași în această reacție, disponibilitatea apei limitează oxidarea fierului, motiv pentru care ruginii de fier mai repede într-un mediu umed decât unul uscat.