Fosfor berasal dari bahasa Yunani yaitu phosphoros yang berarti memiliki cahaya (nama kuno untuk planet Venus ketika tampak sebelum matahari terbit). Fosfor pertama kali ditemukan oleh Brand pada tahun 1669.

Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk, dan merupakan unsur penting dalam makhluk hidup.

Fosfor merupakan mineral kedua terbanyak di dalam tubuh, yaitu 1% dari berat badan. Kurang lebih 85% fosfor di dalam tubuh terdapat sebagai garam kalsium fosfat, yaitu bagian dari kristal hidroksiapatit di dalam tulang dan gigi yang tidak dapat larut. Hidroksiapatit memberi kekuatan dan kekakuan pada tulang. Fosfor di dalam tulang berada dalam perbandingan 1:2 dengan kalsium fosfor. Fosfor selebihnya terdapat di dalam semua sel tubuh, separuhnya di dalam otot dan di dalam cairan ekstraselular. Fosfor merupakan bagian dari asam nukleat DNA dan RNA yang terdapat dalam tiap inti sel dan sitoplasma tiap sel hidup. Sebagai fosfolipid, fosfor merupakan komponen struktural dinding sel. Sebagai fosfat organik, fosfor memegang peranan penting dalam reaksi yang berkaitan dengan penyimpanan atau pelepasan energi dalam bentuk Adenin Trifosfat (ATP).

Sumber

Fosfor tidak pernah ditemukan di alam sebagai unsur bebas, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral. Fosfor terdapat dalam batuan fosfat yang memiliki mineral apatit (tri-kalsium-fosfat yang tidak murni). Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia, Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.

Karena fosfor ada di semua sel makhluk hidup, fosfor terdapat di dalam semua makanan, terutama makanan kaya protein seperti daging, ayam, ikan, telur, susu dan hasilnya, kacang-kacangan dan hasilnya. Kandungan fosfor pada beberapa makanan :

Tabel 1. Kandungan fosfor pada beberapa bahan makanan (mg/100 gram)

Sifat-sifat

Secara umum fosfor membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan. Nonlogam ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida. Fosfor murni terbakar secara spontan di udara membentuk fosfor pentoksida.

Fosfor dapat berada dalam empat bentuk atau lebih alotrop yaitu putih (atau kuning), merah, dan hitam (atau ungu). Yang paling umum adalah fosfor merah dan putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral. Fosfor putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi fosfor merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosfor putih juga dapat berada dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi -3,8°C. Fosfor merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170°C pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukan atau gesekan. Alotrop fosfor hitam mempunyai struktur seperti grafit dan atom-atom tersusun dalam lapisan-lapisan heksagonal yang menghantarkan listrik.

Produksi

Fosfor putih dapat dibentuk dengan berbagai cara, salah satu prosesnya yaitu, tri-kalsium fosfat dipanaskan dengan karbon dan silika dalam tungku pemanas listrik. Fosfor elementer akan terbebas sebagai uap dan terkumpul sebagai asam fosfor.

Bahaya

Fosfor merupakan unsur yang sangat beracun. Fosfor putih harus disimpan dalam air, karena sangat reaktif dengan udara. Alat khusus (forceps) juga perlu digunakan untuk menangani unsur ini karena dapat membakar kulit (jika terpapar atau terkena fosfor putih lebih dari 0,1 mg/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu). Ketika fosfor putih terkena sinar matahai atau ketika dipanaskan dalam uapnya sampai 250 derajat Celcius, fosfor putih akan berubah ke dalam bentuk merah sehingga menjadi tidak reaktif di udara. Bentuk ini juga tidak berbahaya seperti pada bentuk putih. Tetapi tetap diperlukan kehati-hatian dalam menanganinya, karena fosfor merah dapat berubah bentuk lagi ke bentuk fosfor putih pada suhu-suhu tertentu serta mengeluarkan asap beracun jika dipanaskan. Bentuk merah cukup stabil, menguap pada suhu 17 oC dan tekanan udara 1 atm, sering digunakan dalam pembuatan korek api, kembang api, pestisida, bom asap dan lain-lain.

Kegunaan

Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan untuk pupuk secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat juga digunakan untuk produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium. Kalsium fosfat digunakan untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai zat pembersih dan untuk menjaga pipa-pipa dari korosi. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

Asam Fosfat

Gambar 8. Fosfat

Dalam kimia, ortofosfat (dalam bahasa Inggris: orthophosphate, inorganic phosphate, Pi) atau sering disebut gugus fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal yang terdiri dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dimana dalam bentuk ionik bermuatan -3 sebagai muatan formal, dan dinotasikan dengan PO43-.                                                    

Gambar 9. Ion Fosfat

Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan kandungan fosfor ekonomis. Biasanya, kandungan fosfor dinyatakan sebagai bone phosphate of lime (BPL) atau triphosphate of lime (TPL), atau berdasarkan kandungan P2O5. Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya terdapat dalam mineral apatit (Ca10(PO4)6.F2) yang terbentuk selama proses pembekuan magma. Terkadang, endapan fosfat berasosiasi dengan batuan beku alkali kompleks, terutama karbonit kompleks dan sienit. Fosfat komersil dari mineral apatit adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavellite, (fosfat aluminium hidros). Sumber lain dalam jumlah sedikit berasal dari jenis slag, guano, crandallite [CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O], dan millisite (Na,K).CaAl6(PO4)4(OH)9.3H2O. Sifat yang dimiliki adalah warna putih atau putih kehijauan, hijau, dengan berat jenis 2,81-3,23, dan kekerasan 5 H.       

Gambar 10. Struktur Fosfat

Fosfat adalah sumber utama dari unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut dalam air, tetapi dapat diolah untuk memperoleh produk fosfat dengan menambahkan asam. Fosfat dipasarkan dengan berbagai kandungan P2O5, antara 4-42 %. Sementara itu, tingkat uji pupuk fosfat ditentukan oleh jumlah kandungan N (nitrogen), P (fosfat atau P2O5), dan K (potas cair atau K2O). Fosfat sebagai pupuk alam tidak cocok untuk tanaman pangan, karena tidak larut dalam air sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan. Fosfat untuk pupuk tanaman pangan perlu diolah menjadi pupuk buatan. Di Indonesia, jumlah cadangan yang telah diselidiki adalah 2,5 juta ton endapan guano (kadar P2O5= 0,17-43 %). Keterdapatannya di Propinsi Aceh, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Tengah dan NTT, sedangkan tempat lainnya adalah Sumatera Utara, Kalimantan, dan Irian Jaya. Di Indonesia, eksplorasi fosfat dimulai sejak tahun 1919. Umumnya, kondisi endapan fosfat guano yang ada ber-bentuk lensa-lensa, sehingga untuk penentuan jumlah cadangan, dibuat sumur uji pada kedalaman 2 -5 meter. Selanjutnya, pengambilan sampel untuk analisis kandungan fosfat. Eksplorasi rinci juga dapat dilakukan dengan pengeboran apabila kondisi struktur geologi total diketahui.

Pembuatan Asam Fosfat

Proses pembuatan fosfat yang dibuat dari batuan fosfat ada dua macam, yaitu:

Proses kering

Pada proses kering terdapat tiga tahapan yaitu, pembakaran fosfor, hidrasi P2O5 yang terbentuk dan pengambilan serbuk yang terbentuk.

Proses basah

Pada proses basah ada empat tahapan yaitu, melarutkan batuan fosfat dalam asam fosfat, slurry yang terbentuk dibiarkan sampai membentuk kristal kalsium sulfat, memisahkan kalsium sulfat dari asam sulfat dengan cara filtrasi dam memekatkan asam fosfat yang terbentuk.

Penggunaan asam fosfat sebagai bahan baku pembuatan pupuk sintetis semakin meningkat, sehingga perlu adanya peningkatan pembuatan asam fosfat. Selain pembuatan asam fosfat yang berasal dari batuan fosfat dapat juga dibuat dari bonggol pisang karena bonggol pisang mengandung fosfor yang cukup tinggi.

Pada penelitian ini terdapat 2 tahapan proses, yaitu:

  1. Proses pembakaran bonggol pisang yang mengandung kalsium dan fosfor
    3 CaO + P2O5  à  Ca3(PO4)2
  2. Reaksi pembentukan asam fosfat
    Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 + 6 H2O   à  3 (CaSO4 . 2 H2O) + 2 H3PO4

Pada proses pembakaran antara kalsium dan fosfor akan terbentuk kalsium fosfat, sedangkan pada reaksi pembentukan asam fosfat juga dapat terbentuk gypsum (Kirk Othmer, 1952)

Faktor-faktor yang sangat berpengaruh pada reaksi tersebut yang menyangkut fasa padat dan cair adalah konsentrasi zat pelarut, suhu, kecepatan pengadukan dan lama pemanasan. Semakin cepat pengadukan maka akan memperbesar peluang kontak antara bahan pereaksi, sehingga reaksi akan lebih sempurna.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *