I chiodi si arrugginiscono in acqua perché l'acqua permette al ferro di reagire con qualsiasi presenza di ossigeno, che forma l'ossido di ferro, noto come ruggine. Per causare rapidamente la ruggine, ci devono essere alcune impurità nell'acqua , in particolare i sali, poiché accelerano il trasferimento di elettroni dal ferro all'ossigeno.
L'acqua salata accelera notevolmente la ruggine, così come l'acqua acida, come le piogge acide. Questo perché mentre l'acqua e l'ossigeno reagiscono con il ferro, si formano ioni idrossido. Gli acidi reagiscono con gli ioni idrossido, consentendo alla reazione di procedere più facilmente. Gli acidi reagiscono anche con i metalli stessi, permettendo all'ossigeno e all'acqua di penetrare più in profondità nel metallo. Una forma di ossido di ferro aderisce effettivamente alla superficie del metallo, proteggendo il metallo sottostante da ulteriore corrosione. Tuttavia, quando l'anidride carbonica o il biossido di zolfo sono presenti nell'acqua, si forma un diverso tipo di ossido di ferro. Questa ruggine traballante si stacca dal metallo sottostante, lasciandolo esposto all'ossidazione.
La ruggine causa una quantità enorme di danni alle strutture create dall'uomo, ma gli scienziati hanno scoperto molti modi per prevenirlo. Il rivestimento di ferro in vernice o altri metalli impedisce all'acqua e all'ossigeno di raggiungere la superficie. L'applicazione di una particolare carica elettrica al metallo impedisce anche la reazione di ossidazione.
