3O2 = 4Fe(OH)3
Гидроксид железа (III) термодинамически неустойчив, он со
временем теряет часть воды, переходя в FeO(OH) ("болотная руда"): Fe(OH)3 = FeO(OH) + H2O
2FeO(OH) = Fe2O3 + H2O
Что касается ржавчины, то это СМЕСЬ, состоящая главным образом из Fe(OH)3, FeOOH и частично из оксида Fe2O3.