Makalah Fosfor

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme (Hutagalung et al, 1997).  

Di perairan, unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalamm bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Fosfor berbentuk kompleks dengan ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, besifat tidak larut, dan mengendap pada sediment sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh algae akuatik (Jeffries dan Mills, 1996).

Karena begitu pentingnya unsur fosfor dalam kehidupan, maka makalah ini dibuat untuk membahas unsur fosfor secara mendetail.

B.       Tujuan

1.      Mendeskripsikan sejarah unsur fosfor

2.      Menjelaskan keberadaan unsur fosfor

3.      Menjelaskan sifat fisika dan sifat kimia unsur fosfor

4.      Menjelaskan pembuatan/teknik ekstaraksi dari unsur fosfor

5.      Menjelaskan kegunaan dan kerugian unsur fosfor

6.      Mengetahui senyawa-senyawa yang paling umum dengan unsur fosfor

C.      Rumusan Permasalahan

1.      Bagaimana sejarah tentang unsur fosfor?

2.      Bagaimanakah keberadaan unsur fosfor?

3.      Bagaimanakah sifat fisika dan sifat kimia dari unsur fosfor?

4.      Bagaimanakah pembuatan/teknik ekstraksi dari unsur fosfor?

5.      Apa sajakah kegunaan dan kerugian dari unsur fosfor?

6.      Apa saja senyawa-senyawa yang paling umum dengan unsur fosfor?

D.      Manfaat

1.      Memberikan informasi tentang sejarah dari unsur fosfor

2.      Dapat mengetahui keberadaan dari unsur fosfor

3.      Dapat memahami sifat fisika dan sifat kimia dari unsur fosfor

4.      Dapat mengetahui pembuatan/teknik ekstraksi dari unsur fosfor

5.      Dapat mengetahui kegunaan dan kerugian dari unsur fosfor

6.      Dapat mengetahui senyawa-senyawa yang paling umum dari unsur fosfor

BAB II

PEMBAHASAN

A.Sejarah 

Fosfor ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg,Jerman. Ia menemukan unsur ini dengan cara 'menyuling' air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsur yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu phosphoros yang berarti 'pembawa terang' karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the dark).

B. Keberadaan Unsur Fosfor

Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor membentuk kompleks ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak larut, dan mengendap pada sedimen sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh algae akuatik (Jeffries dan Mill dalam Effendi 2003).

Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H₃PO₄), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO₄^2-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme (Hutagalung et al, 1997).

Sumber fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai. Karena sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga sumber fosfat dimuara sungai lebih besar dari sekitarnya. Keberadaan fosfat di dalam air akan terurai menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion H₂PO₄^-, HPO₄^2-, PO₄^3-. Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan seterusnya masuk kedalam rantai makanan.

Senyawa fosfat dalam perairan berasal dari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan, dan dari laut sendiri. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Batas optimum fosfat untuk pertumbuhan plankton adalah 0,27 – 5,51 mg/liter (Hutagalung et al, 1997).

Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap. Ortofosfat (H₃PO₄) adalah bentuk fosfat anorganik yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik. Dipermukaan air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis. Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi.

Mungkin hal ini tidak akan terjadi di laut sejak NO₃ selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P. Di laut dalam kebanyakan P berbentuk inorganik. Di musim dingin hampir semua P adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang.Fosfor berperan dalam transfer energi di dalam sel, misalnya yang terdapat pada ATP (Adenosine Triphospate) dan ADP (Adenosine Diphosphate).

Ortofosfat yang merupakan produk ionisasi dari asam ortofosfat adalah bentuk fosfor yang paling sederhana di perairan . Ortofosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan akuatik, sedangkan polifosfat harus mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat terlebih dahulu sebelum dapat dimanfaatkan sebagai sumber fosfat. Setelah masuk kedalam tumbuhan, misalnya fitoplankton, fosfat anorganik mengalami perubahan menjadi organofosfat. Fosfat yang berikatan dengan ferri [Fe₂(PO₄)₃] bersifat tidak larut dan mengendap didasar perairan. Pada saat terjadi kondisi anaerob, ion besi valensi tiga (ferri) ini mengalami reduksi menjadi ion besi valensi dua (ferro) yang bersifat larut dan melepaskan fosfat keperairan, sehingga meningkatkan keberadaan fosfat diperairan (Effendi 2003).

Studi tentang sirkulasi fosfor di lingkungan perairan laut merupakan perhatian di berbagai bidang ilmu bidang ilmu. Dengan menggunakan 32P para peneliti menghasilkan kesimpulan umum bahwa bahwa konsentrasi fosfor akan berubah karena fosfor merupakan salah satu zat yang digunakan oleh fitoplankton dalam proses metabolisme. Damanhuri (1997) menyatakan bahwa kadar fosfat akan semakin tinggi dengan menurnya kedalaman. Konsentrasi fosfat relatif konstan pada perairan dalam biasanya terjadi pengendapan sehingga nutrien meningkat seiring dengan waktu karena proses oksidasi f dan bahan organik. Adanya proses run off yang berasal dari daratan akan mensuplai kadar fosfat pada lapisan permukaan, tetapi ini tidak terlalu besar. Penambahan terbesar dari lapisan dalam melalui proses kenaikan masa air.

Fosfor muncul pada bagian yang beragam di dalam lingkungan bahari, beberapa muncul dalam bentuk susunan organik seperti protein dan gula, beberapa juga muncul dalam bentuk kalsium organik dan sebagian dalam bentuk inorganik dan partikel besi fosfat, lalu juga dalam bentuk fosfat terlarut, walaupun fosfor muncul dalam konsentrasi dibawah nitrogen, tapi pada kenyataanya fosfor dapat dengan mudah di buat atau tersedia di dalam atau tersedia di dalam zona penetrasi cahaya yang mencegah fosfor menjadi faktor pembatas di dalam produktifitas bahari.

Diperairan, bentuk unsur fosfor berubah secara terus menerus akibat proses dekomposisi dan sintesis antara bentuk organik, dan bentuk anorganik yang dilakukan oleh mikroba. Semua polifosfat mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat. Perubahan ini bergantung pada suhu yang mendekati titik didih, perubahan polifosfat menjadi ortofosfat berlangsung cepat. Kecepatan ini meningkat dengan menurunnya nilai pH. Perubahan polifosfat menjadi ortofosfat pada air limbah yang mengandung banyak bakteri lebih cepat dibandingkan dengan perubahan yang terjadi pada air bersih.

Keberadaan fosfor diperairan alami biasanya relative kecil, dengan kaar yang lebih sedikit dari pada kadar nitrogen. Fosfor tidak bersifat toksik bagi manusia, hewan, dan ikan. Keberadaan fosfor secara berlebihan yang disertai dengan keberadaan nitrogen dapat menstimulir ledakan pertumbuhan algae di perairan (algae bloom). Algae yang berlimpah ini dapat membentuk lapisan pada permukaan air, yang selanjutnya dapat menghambat penetrasi oksigen dan cahaya mathari sehingga kurang menguntungkan bagi ekosistem perairan. Pada saat perairan cukup mengandung fosfor, algae mengakumulasi fosfor di dalam sel melebihi kebutuhannya. Fenomena yang demikian dikenal istilah konsumsi berlebih (luxury consumption). Kelebihan fosfor yang diserap akan dimanfaatkan pada saat perairan mengalami defisiensi fosfor, sehingga algae masih dapat hidup untuk beberapa waktuselama periode kekeurangan pasokan fosfor (Effendi 2003)

Berdasarkan kadar fosfat total, perairan diklasifikasikan menjadi tiga yaitu: perairan dengan tingkat kesuburan rendah yang memiliki kadar fosfat total berkisar antara 0 – 0.02 mg/liter; perairan dengan tingkat kesuburan sedang memiliki kadar fosfat 0.021 – 0.05 mg/liter; dan perairan dengan tingkat kesuburan tinggi, memiliki kadar fosfat total 0.051 – 0.1 mg/liter (Effendi, 2003)

Pehitungan persen pada beragam bentuk fosfat di H₂O, NaCl, air laut, seperti sebuah fungsi pada pH. Di laut dalam ion fosfat bentuknya lebih penting (50% pada P= 1000 bar atau 10.000 m ). H2PO₄^- bebas adalah lebih besar dengan persentase 49%, MgPO₄^-, 46%, dan 5% CaHPO₄^. Sementara PO₄^3- 27% seperti MgPO₄^- dan 73% seperti CaPO₄.

C. Sifat Fisika dan Kimia Unsur Fosfor

a.       Sifat Fisika Unsur Fosfor

1.)    Warna : tidak berwarna/merah/putih

2.)    Wujud : padat

3.)    Titik didih : 550 K (277⁰C)

4.)    Titik leleh :  317,3 K (44,2⁰C)

5.)    Massa jenis (fosfor merah) : 2,34 g/cm³

Massa jenis (fosfor putih) : 1,823 g/cm³

Massa jenis (fosfor hitam) : 2,609 g/cm³

6.)    Energi ionisasi (fosfor putih) : 1011,8 kj/mol

7.)    Secara umum fosfor membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan

8.)    Fosfor putih mudah menguap dan larut dalam pelarut nonpolar benzena

9.)    Fosfor merah tidak larut dalam semua pelarut.

b.      Sifat Kimia Unsur Fosfor

1.)    Fosfor putih bersifat sangat reaktif, memancarkan cahaya, mudah terbakar di udara, beracun. Fosfor putih digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam fosfat di industri.

2.)    Fosfor merah bersifat tidak reaktif, kurang beracun. Fosfor merah digunakan sebagai bahan campuran pembuatan pasir halus dan bidang gesek korek api.

D. Pembuatan/Teknik Ekstraksi

·      Pembuatan Fosfor

Fosfor diperoleh melalui reaksi batuan fosfat dengan batu bara dan pasir dalam pembakaran listrik. Fosfor didistilasi dan terkondensasi di bawah air sebagai P₄^.

2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 10C          P₄ + 6CaSiO₃ + 10CO

·      Reaksi Pada Fosfor

1.)    Asam Fosfat :

Asam fosfat merupakan cairan kental tidak berwarna dan mudah larut dalam air. asam fosfat dapat diperoleh dari reaksi antara fosfor putih dengan oksigen kemudian tambahkan air. berikut reaksinya:

Selain dengan cara ini asam fosfat dapat diperoleh dari batu fosfat yang direaksikan dengan asam sulfat pekat.

Selain itu, Asam fosfat dengan batu gamping akan membentuk dikalsium fosfat yang merupakan bahan dasar pasta gigi dan makanan ternak.

Reaksi sederhananya sebagai berikut:

Ca₃ (PO₄)₂ + CaCO₃ =====> Ca HPO₄ (dikalsium fosfat)

Asam fosfat direaksikan dengan soda abu menghasilkan 3 produk dengan fungsi berbeda. Reaksi sederhananya sebagai berikut :

H₃PO₄ + Soda abu ======> 1,2,3.

1.  Sodium tripoly phosphate -----> sebagai bahan detergent
2.    Sodium triotho phosphate -----> pelembut air
3.    Tetra sodium pyro phosphate ------> industri keramik.

2.)    Fosforil Halida

Adalah X₃PO, dimana X mungkin F, Cl atau Br. Salah satu yang terpenting adalah Cl₃PO, dapat diperoleh dengan reaksi :

2PCl₃ + O₂          2Cl₃PO

P₄O₁₀  + 6PCl₅             10Cl₃PO

3.)    Trimetilfosfit

Mudah menjalankan isomerisasi spontan menjadi dimetilester dari asam metilfosfonat :

P(OCH₃)₃            CH₃PO(OCH₃)₂

E. Kegunaan dan Kerugian Unsur Fosfor

a.        Kegunaan

1. Fosfor sangat penting dan dibutuhkan oleh mahluk hidup tanpa adanya fosfor tidak mungkin ada organik fosfor di dalam Adenosin trifosfat (ATP) Asam Dioksiribo nukleat (DNA) dan Asam Ribonukleat (ARN) mikroorganisme membutuhkan fosfor untuk membentuk fosfor anorganik dan akan mengubahnya menjadi organik fosfor yang dibutuhkan untuk menjadi organik fosfor yang dibutuhkan, untuk metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam nukleat.
2. Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, bahan korek api,  kembang api, pestisida, odol, dan deterjen.
3. Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu fluoresen, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark).
4. asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P₂O₅, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya.
5. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa.
6. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.
7. bahan tambahan dalam deterjen, bahan pembersih lantai dan insektisida. Selain itu fosfor diaplikasikan pula pada LED (Light Emitting Diode) untuk menghasilkan cahaya putih.
8. Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan

b.        Kerugian

1. Penyalahgunan fosfor menjadi Bom yang sangat mengerikan. Fosfor bom  memiliki sifat utama membakar. Menurut Ang Swee Chai, seorang perempuan, dokter ortopedis kelahiran Malaysia yang juga seorang ahli medis. Dalam bukunya ”From Beirut to Jerusalem” (Kuala Lumpur, 2002), zat fosfornya biasanya akan menempel di kulit, paru-paru, dan usus para korban selama bertahun-tahun, terus membakar dan menghanguskan serta menyebabkan nyeri berkepanjangan. Para korban bom ini akan mengeluarkan gas fosfor hingga nafas terakhir.

Ketika fosfor putih ditembakan atau dibakar udara maka akan bereaksi dengan oksigen membentuk fosfor pentaoksida (P₂O₅). Walaupun fosfor berbahaya namun yang paling berbahaya yaitu terletak pada proses pembakaran fosfor dan hasil pembakaran fosfor bukan pada ledakannya.

Pembakaran fosfor di udara berlangsung sangat eksotermis yaitu menghasilkan suhu sekitar 800°C. Suhu yang tinggi inilah yang akan merusak jaringan tubuh seperti luka bakar ketika mengenai organ-organ tubuh. Sedangkan hasil pembakaran fosfor putih yaitu berupa P₂O₅ dalam bentuk asap. Asap yang dihasilkan sangat berbahaya karena selain beracun asap inipun bersifat korosif atau dapat pula bereaksi dengan organ-organ tubuh manusia. Oleh sebab itu jika fosfor ditembakan atau yang digunakan sebagai bom ketika terbakar akan merusak sebagian besar jaringan tubuh. Misalnya jika mengenai mata maka akan menyebabkan kebutaan, jika dihirup akan merusak kerongkongan bahkan paru-paru jika dalam jumlah yang lebih banyak, jika mengenai kulit maka akan menyebabkan luka bakar dan akan lebih parah lagi jika terkena dalam jumlah banyak.

F. Senyawa-Senyawa Paling Umum dengan Unsur Fosfor

·         Fosfor yang dapat dikonsumsi oleh tanaman adalah dalam bentuk fosfat, seperti diamonium fosfat ((NH₄)₂HPO₄) atau kalsium fosfat dihidrogen (Ca(H₂PO₄)₂).

·         Trinatrium fosfat (Na₃PO₄), Seyawa fosfor anorganik yang biasa terdapat di perairan

·         Sumber alami fosfor diperairan adalah pelapukan batuan mineral, misalnya fluorapatite [Ca₅-(PO₄)₃F], hydroxylapatite [Ca₅-(PO₄)₃OH], strengire [Fe(PO₄)2H₂O], whitlockite [Ca₅-(PO₄)₂], dan berlinite (AIPO₄)

·         Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H₃PO₄), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO₄^2-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme.

·         Fluor-apatit                 3 Ca₃(PO₄)₂.CaF

·         Karbonato-apatit         3 Ca3(PO4)₂.CaCO₃

·         Hidroksi-apatit            3 Ca₃(PO4)₂.Ca(OH)2

·         Oksi-apatit                  3 Ca₃(PO₄)₂.CaO

·         Trikalsium-fosfat         Ca₃(PO₄)₂

·         Dikalsium-fosfat         CaHPO₄                                            

·         Monokalsium-fosfat   Ca(H₂PO₄)₂

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.      Fosfor  merupakan unsur penting dalam  makhluk hidup. Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15.Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen

2.      Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat.

3.      Sifat fisikanya adalah Secara umum fosfor membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan. Dan sifat kimianya yaitu fosfor ada yang bersifat reaktif/tidak reaktif, mudah terbakar, dan beracun.

4.      -Fosfor diperoleh melalui reaksi batuan fosfat dengan batu bara dan pasir dalam pembakaran listrik. Fosfor didistilasi dan terkondensasi di bawah air sebagai P₄^.

2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 10C            P₄ + 6CaSiO₃ + 10CO

5.      Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, bahan korek api,  kembang api, pestisida, odol, dan deterjen. Kerugian dari fosfor adalah merusak jaringan tubuh seperti luka bakar ketika mengenai organ-organ tubuh pada suhu yang tinggi.

6.      Senyawaan umum Fosfor adalah diamonium fosfat ((NH₄)2HPO₄) atau kalsium fosfat dihidrogen (Ca(H₂PO₄)₂).

B.     Saran

Hati- hati dalam membakar Fosfor dengan suhu yang tinggi karena dapat menghasilkan asap yang bersifat korosif dan akhirnya dapat merusak jaringan tubuh.

Disarankan  memanfaatkan fosfor sebaik mungkin dan tidak menyalah gunakannya.

DAFTAR PUSTAKA

Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Kanisius

Hutagalung, Horas P, Deddy Setiapermana, dan Hadi Riyono. 1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen, dan Biota. Jakarta : Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

Odum, Eugene P. 1993. Dasar – Dasar Ekologi. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada

Sanusi, Harpasis. 2006. KIMIA LAUT Proses Fisik Kimia dan Interaksinya dengan Lingkungan. Institut Pertanian Bogor : Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

http://biologigonz.blogspot.com/2009/12/daur-phospor.html

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/fosfor/

http:/anorganik/Fosfor Dan Bahaya Bom Fosfor « chemistry for peace not for war.html

http:/anorganik/fosfat.html