Dane:

$\%\mathrm{N}=30,4\%$

$M_{\mathrm{N}{}_x\mathrm{O}{}_y}=92\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Szukane:

$\mathrm{N}{}_x\mathrm{O}{}_y=?$

Obliczenia:

Znając zawartość procentową azotu w tym tlenku obliczymy zawartość procentową tlenu:

$\%\mathrm{O}=100\%-30,4\%=69,6\%$

Zakładając, że dysponujemy masą 100 g tego tlenku to na podstawie zawartości procentowej możemy napisać, że masa azotu wynosi 30,4 g, a masa tlenu 69,6 g.

Znając masy N i O oraz ich masy molowe:

$m_{\mathrm{N}}=14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$m_{\mathrm{O}}=16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Obliczymy liczbę moli N i O:

$n_{\mathrm{N}}=\frac{m_{\mathrm{N}}}{M_{\mathrm{N}}}=\frac{30,4\mathrm{g}}{14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=2,17\mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{O}}=\frac{m_{\mathrm{O}}}{M_{\mathrm{O}}}=\frac{69,6\mathrm{g}}{16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=4,35\mathrm{mol}$

A następnie stosunek molowy N do O:

$\frac{n_{\mathrm{N}}}{n_{\mathrm{O}}}=\frac{2,17\mathrm{mol}}{4,35\mathrm{mol}}=\frac{1}{2}$

Wzór empiryczny tego tlenku azotu to więc:

$\mathrm{NO}{}_2$

Masa molowa jednostki empirycznej (NO₂) wynosi więc:

$m_{\mathrm{NO}{}_2}=14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+2\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=46\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Teraz znając masę molową tlenku azotu sprawdzimy ile razy mieści się w niej masa jednostki empirycznej:

$\frac{M_{\mathrm{N}{}_x\mathrm{O}{}_y}}{M_{\mathrm{NO}{}_2}}=\frac{92\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}{46\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=2$

Czyli wzór empiryczny musimy pomnożyć x2 aby otrzymać rzeczywisty wzór tego tlenku:

$\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}{}_4$

Odpowiedź: Empiryczny wzór szukanego tlenku to NO₂, a rzeczywisty wzór tego tlenku to N₂O₄.