Molti metalli si ossidano e corrodono, ma la ruggine o l'ossido di ferro sono specifici dei metalli ferrosi come l'acciaio. La ruggine si forma quando l'ossigeno si lega con un atomo di ferro per formare una molecola di ossido di ferro. Questa molecola è considerevolmente più grande delle molecole di ferro circostanti, quindi viene rapidamente spostata e si sfalda dalla superficie. Ciò espone il metallo fresco che può anche arrugginire.
L'ossidazione del ferro è una reazione che richiede tre componenti: un elettrolita, un anodo e un catodo. Un anodo è un atomo che rilascia un elettrone durante il processo, un catodo è un altro atomo che occupa l'elettrone e un elettrolito è il mezzo attraverso il quale l'elettrone può viaggiare. Il ferro è altamente conduttivo e può agire sia come anodo sia come catodo. L'elettrolita è spesso acido carbonico.
L'acido carbonico si forma quando una goccia d'acqua, di solito piovana, cade nell'aria e assorbe una quantità di anidride carbonica. Questo biossido di carbonio si combina con la molecola d'acqua per formare un composto un po 'acido che degrada rapidamente qualsiasi potenziale anodo che incontra. Appoggiato su una superficie di ferro, l'acido carbonico consente il flusso di elettroni da alcuni atomi di ferro, agendo come anodi, ad altri atomi di ferro che fungono da catodi. Il processo consuma rapidamente attraverso superfici metalliche e le lascia butterate e rosse o marroni.
