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La rouille est la substance de couleur brun-rouge formée quand des composés contenant du fer se corrodent en présence de dioxygène et d'eau. C'est une réaction d'oxydation lente qui aboutit à la formation d'oxydes ou d'hydroxydes plus ou moins hydratés et mal cristallisés, dont le plus stable est l'hématite.
La rouille est donc un mélange complexe composé d'oxydes et d'hydroxydes de fer.
Le fer métallique, obtenu par un traitement (réduction) du minerai rouge contenant des oxydes de fer, dans des hauts fourneaux, tend à retourner à l'état oxydé une fois exposé à l'air et à l'eau.

Mécanisme probable de formation
Le processus de formation de la rouille peut être décomposé en trois étapes de base : la formation d'hydroxyde de fer II [Fe(OH)2] par action sur le fer des ions hydroxydes conjointement formés par réaction du dioxygène de l'air avec l'eau (réaction d'oxydo-réduction) ; l'oxydation des ions fer II en hydroxyde de fer III sous l'action du dioxygène de l'air ; finalement, la transformation spontanée de ce solide en oxyde de fer III hydraté.
Réactions associées[modifier
Quand le fer (ou l'acier) entre en contact avec l'eau, un processus électrochimique lent commence. Sur la surface du métal, du fer (état d'oxydation : 0) est oxydé pour passer à l'état d'oxydation II :
Fe + 2OH− → Fe(OH)2 + 2e−, pendant que le dioxygène de l'air (degré d'oxydation 0) est réduit en ion hydroxyde :
2H2O + O2 + 4e− → 4OH−
Lors de la seconde étape (quasi instantanée) l'hydroxyde de fer II est rapidement oxydé en hydroxyde de fer III selon cette réaction :
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3.
Finalement, cet hydroxyde de fer III se transforme spontanément en oxyde de fer III hydraté selon l'équation-bilan suivante1 :
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O.
Par conséquent, la nécessité de la présence d'eau liquide, qui intervient à chaque étape de la réaction chimique, est comprise. La corrosion tend à progresser plus rapidement dans l'eau de mer que dans l'eau douce, cette dernière