A oxidação é um fato da vida na Terra, além de pelo menos um outro planeta no sistema solar: Marte. O tom avermelhado desse planeta se deve em grande parte à presença de óxido de ferro, ou ferrugem, em sua superfície. Ferrugem é o resultado da combinação de ferro com oxigênio em um processo chamado oxidação, e a presença de ferrugem em Marte sugere que pode ter havido mais oxigênio molecular no planeta no passado, embora o dióxido de carbono, que é o principal componente de Marte 'atmosfera atual, também pode fornecer oxigênio. Além do oxigênio gasoso, a formação de ferrugem precisa de água porque é um processo de duas etapas. Isso é uma indicação de que a água pode ter sido abundante em Marte há muito tempo.

TL; DR (muito tempo; não leu)

A formação de ferrugem requer ferro, água e oxigênio. Embora seja um processo complexo, a equação química é simplesmente 4Fe + 3O 2 + 6H 2O → 4Fe (OH) _{3.
O primeiro passo: oxidação do ferro sólido}

É do conhecimento geral que a ferrugem ocorre quando você deixa a água em um implemento metálico ou a deixa exposta ao ar úmido. Isso ocorre porque o primeiro passo no processo de ferrugem envolve a dissolução do ferro sólido em solução. A fórmula para isso é:

Fe (s) → Fe (s) 2+ (aq) + 2e ^-

Os elétrons produzidos por essa reação combinam-se com íons hidrogênio no água, bem como com oxigênio dissolvido para produzir água:

4e ^{- + 4H + (aq) + O _{2 (aq) → 2H 2O (l)}}

Essas duas reações produzem íons água e ferro (II), mas não enferrujam. Para isso se formar, outra reação deve ocorrer.
O Segundo Passo: Formação de Óxido de Ferro Hidratado (Ferrugem)

O consumo de íons hidrogênio que ocorre quando o ferro se dissolve deixa uma preponderância de hidróxido (OH < sup> -) íons na água. Os íons ferro (II) reagem com eles para formar ferrugem verde:
Fe <2> (aq) + 2OH <2 - - (aq) → Fe (OH) 2 (s)

Esse não é o fim da história. Os íons ferro (II) também combinam-se com hidrogênio e oxigênio na água para produzir íons ferro (III):
4Fe ^{2+ (aq) + 4H + (aq) + O < sub> 2 (aq) → 4Fe <+> 3+ (aq) + 2H _{2O (l)}}

Esses íons de ferro são responsáveis pela formação do depósito avermelhado que gradualmente come buracos em corpos de automóveis e coberturas metálicas em todo o mundo. Combinam-se com os íons extras de hidróxido para formar hidróxido de ferro (III):
Fe <3> (aq) + 3OH <3 - - (aq) → Fe (OH) 3

Este composto desidrata e se torna Fe <2> <3> 3H <2>, que é a fórmula química da ferrugem.
Escrevendo a Equação Equilibrada

Se você estiver interessado em escrever uma equação equilibrada para todo o processo, você precisa conhecer apenas os reagentes iniciais e os produtos da reação. Os reagentes são ferro (Fe), oxigênio (O <2) e água (H <2 O), e o produto é hidróxido de ferro (III) Fe (OH) 3, então Fe + O _{2 + H 2O → Fe (OH) 3. Em uma equação equilibrada, o mesmo número de átomos de oxigênio, hidrogênio e ferro deve aparecer em ambos os lados da equação. Equilibre o número de átomos de hidrogênio multiplicando o número de moléculas de água por 6 e o número de moléculas de hidróxido por 4. Você precisará multiplicar o número de moléculas de O 2 por 3 e o número de íons Fe por 4. resultado é:}

4Fe + 3O _{2 + 6H 2O → 4Fe (OH) 3}