铁锈的形成是一个复杂的电化学过程，其中Fe(OH)2（氢氧化亚铁）转变为Fe(OH)3（氢氧化铁）是关键步骤之一。这个过程主要发生在潮湿环境中，当铁暴露在空气和水的同时，会开始生锈。
首先，铁与水发生反应，失去电子形成Fe2+离子：
\[ Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^- \]
Fe2+离子随后与水中的氢氧根离子（OH-）结合，生成Fe(OH)2：
\[ Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)2 \]
Fe(OH)2是一种不稳定的化合物，容易进一步氧化。在空气中，氧气会与Fe(OH)2发生反应，将其氧化成Fe(OH)3：
\[ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O \rightarrow 4Fe(OH)3 \]
这个过程中，Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3，同时释放出氢气。Fe(OH)3是一种红褐色的固体，是铁锈的主要成分之一。随着时间的推移，Fe(OH)3会进一步脱水，形成更加稳定的Fe2O3·nH2O（铁锈的主要成分）。
整个生锈过程是一个自加速的循环，因为生成的Fe(OH)3和Fe2O3·nH2O会进一步促进铁的氧化。因此，防止铁生锈的关键是隔绝铁与空气和水的接触，例如通过镀锌、涂油漆或使用防锈剂等方法。