Demir doğada çoğunlukla oksitlenmiş hâlde bulunur. Doğadan alınan oksitli demir insan müdahalesiyle işlenip ayrıştırıldıktan sonra kullanılabilir duruma gelir. Demir işlendikten sonra bile çevrede kurduğu temaslar sayesinde doğal özelliklerini kaybetmiş sayılmaz. Bilindiği üzere hava, su ve nem gibi etkenler demiri oksitlendiren başlıca faktörlerdir. Bu süreç kısaca demirin zamanla paslanması olarak tanımlanır. Bu durumda demirin neden paslandığı sıklıkla merak edilen konulardan biridir.
Demir insanlık tarihinin en eski ve en temel metallerinden biri olarak kullanımı belirli zorlukları beraberinde getirir. Demir kullanımında en sık rastlanan sorun paslanmasıdır. Pas demirin zamanla oksitlenmesi sonucu oluşan kırmızımsı ve kahverengimsi bir tabakadır. Bu olgu yalnızca estetik bir sorun yaratmakla kalmaz. Görüntüyü bozan pas aynı zamanda demirin yapısal bütünlüğünü de etkiler. Bu noktada demirdeki paslanma sürecinin neden kaynaklandığı sıklıkla araştırılır.
Demirin paslanma süreci kimyasal bir reaksiyon olarak tanımlanan oksidasyonla başlar. Demir zaten doğada oksit hâlinde bulunur. Bu nedenle saf demirin elde edilebilmesi için çeşitli işlemlerden geçirilmesi gerekir. Demirin işlenmesiyle beraber elde edilen metal görünürde sağlam ve dayanıklıdır. Fakat yine de çevresel etkenlerle karşılaştığında oksitlenmeye yatkın bir maddedir.
Oksidasyon süreci demirin havadaki oksijen ve nem ile tepkimeye girmesiyle başlar. Bu tepkime sırasında demir atomları elektronlarını kaybeder ve demir iyonlarına dönüşür. Bu iyonlar ise su ve oksijenle birleşerek demir oksit yani pas oluşumunu tetikler. Bilhassa suyun bulunduğu ortamlarda bu reaksiyon daha hızlı gerçekleşir. Örneğin, deniz olan nem oranı yüksek bölgelerde demirin paslanma süresi oldukça kısalır.
Paslanmanın temel sebeplerinden biri de demirin doğayla sürekli bir etkileşim içinde olmasıdır. Demir hava, su, tuz ve asidik maddelerle temas ettiğinde reaksiyona girer. Deniz kıyısı gibi tuzlu ve nemli ortamlarda bu etkileşim çok daha hızlıdır. Bu da deniz kenarındaki metal yapıların kısa sürede paslanmasını daha anlaşılır kılar.
Öte yandan atmosferdeki kirleticiler, asit yağmurları ve karbon dioksit de paslanmayı hızlandıran etkenler arasında yer alır. Bu açıdan düşünüldüğünde paslanma olgusu demirin sadece zayıflaması anlamına gelmez. Çevresel koşulların metallere olan etkisinin de bir göstergesidir.
Belirttiğimiz gibi demirin paslanması dış yüzeydeki bir tabakadan ibaret değildir. Yüzeyde oluşan pas oksitlenme süreciyle derinlere doğru ilerleyebilir. Başlangıçta ince bir kırmızımsı tabaka hâlinde olan pas zamanla kabarır, çatlar ve demirin yapısını zayıflatır. Bu süreç bilhassa demirin dayanıklılık gerektiren kullanımında ciddi sorunlara yol açabilir Örnek verecek olursak köprüler, binalar, araçlar ve makineler gibi yapılarda paslanma sebebiyle güvenlik riskleri doğar.
Bu açıdan paslanmayı önlemek için koruyucu önlemler almak gerekir. Demirin paslanmasını geciktiren yöntemler arasında boyama, galvanizleme, pas önleyici yağ ve kaplamalar yer alır. Buradaki amaç demirin oksijen ve nemle doğrudan temasını azaltmaktır. Bu sayede insan hayatında güvenli bir madde olarak işlevini sürdürmeye devam eder.
Paslanma olgusu bir fiziksel değişimden öte doğa ile insan yapımı materyaller arasındaki etkileşim olarak yorumlanabilir. Yani doğa kendine ait dengeyi koruyabilmek için demire karşı kimyasal bir yanıt verir. Bu yanıt önceden fark edilip müdahale gerektiren bir uyarı niteliğindedir. Bu açıdan bakıldığında insanın işlemiş olduğu demir bile doğaya karşı savunmasız bir durumdadır demek mümkün diyebiliriz.