Paper Struktur Atom dan Kimia Unsur

Unsur Fosfor (P) dalam Alam dan Lingkungan

Disusun Oleh :Anisa(3325130978)

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Negeri Jakarta2014/2015 Informasi UmumFosfor adalah nutrisi yang dibutuhkan oleh semua organisme untuk proses dasar kehidupan . Fosfor adalah unsur alami yang ditemukan dalam batuan , tanah dan bahan organik . Fosfor menempel erat pada partikel tanah dan digunakan oleh tanaman , sehingga konsentrasi di perairan yang bersih umumnya sangat rendah . Namun , fosfor digunakan secara luas dalam pupuk dan bahan kimia lainnya , sehingga dapat ditemukan dalam konsentrasi tinggi di daerah aktivitas manusia . Banyak kegiatan yang tampaknya tidak berbahaya ditambahkan bersama-sama dapat menyebabkan kadar fosfor yang berlebihan .

Fosfor ada di air baik dalam fase partikulat atau fase dibubarkan . Partikulat termasuk hidup dan plankton mati, endapan fosfor , fosfor diserap untuk partikulat , dan fosfor amorf . Fase terlarut meliputi fosfor anorganik dan organik fosfor . Fosfor di perairan alami biasanya ditemukan dalam bentuk fosfat ( PO4-3 ) . Fosfat dapat dalam bentuk anorganik ( termasuk ortofosfat dan polifosfat ) , atau bentuk organik ( organik terikat fosfat ) .

Fosfat tidak beracun bagi orang atau hewan kecuali fosfat tidak berada dalam jumlah yang tinggi . Masalah pencernaan bisa terjadi karena tingkat fosfat yag tinggi.

Di danau air tawar dan sungai , fosfor sering ditemukan sebagai nutrisi pertumbuhan yang terbatas , karena terjadi di sedikitnya jumlah relatif yang dibutuhkan tanaman . Jika fosfor dan nitrogen yang berlebihan ditambahkan ke air , ganggang dan tanaman air dapat diproduksi dalam jumlah besar . Ketika ganggang ini mati , bakteri membusukkan mereka dan menggunakan oksigen . Proses ini disebut eutrofikasi . Konsentrasi oksigen terlarut dapat menurunkan pernapasan pada ikan dan menyebabkan ikan mati . Hilangnya oksigen di dasar perairan dapat membebaskan fosfor yang sebelumnya terdapat dalam sedimen , lebih meningkatkan fosfor yang tersedia .

(http://bcn.boulder.co.us/basin/data/NEW/info/TP.html)

Sifat Kimia dan Fisika Unsur Fosfor

Hennig Brand discovers phosphorus. The white phosphorus is glowing with exaggerated intensity. White phosphoruss natural chemiluminescence produces a rather dim green glow. The Alchymist, In Search of the Philosophers Stone. Painted by Joseph Wright in 1717.

Klasifikasi:Fosfor merupakan golonan non-logam

Warna:Putih (ada merah dan hitam)

Berat Atom:30.97376 g/mole

Bentuk:Padatan

Titik Leleh:317.3 K

Titik Didih:553 K

Elektron:15

Proton:15

Neutron dalam kelimpahan isotop:16

Kulit Elektron:2,8,5

Elektron Konfigurasi:1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

Kerapatan pada suhu 20oC:1.82 g/cm3 (putih), 2.20 g/cm3 (merah), 2.25-2.69 g/cm3 (Hitam)

IsotopFosfor mempunyai 22 isotop yang diketahui. P-31 adalah isotop yang masih digunakan

Pure phosphorus exists in several forms called allotropes. This photo shows waxy white phosphorus (yellow cut), red phosphorus, violet phosphorus and black phosphorus. The allotropes of phosphorus have markedly different properties from each other. BXXXD, Tomihahndorf, Maksim, Materialscientist (Free Documentation License)Fosfor putih tersedia dengan modifikasi a dan b , dengan suhu transisi antara dua bentuk pada -3,8 C . Fosfor biasa berbentuk padatan putih yang lunak.Unsur fosfor ini tidak berwarna dan transparan dalam bentuk murni . Fosfor tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida . Fosfor terbakar secara spontan di udara untuk pentoksidanya . Unsur ini sangat beracun , dengan dosis mematikan ~ 50 mg . Fosfor putih harus disimpan di bawah air dan ditangani dengan forsep . Hal ini menyebabkan luka bakar yang parah ketika kontak dengan kulit . Fosfor putih diubah menjadi fosfor merah bila terkena sinar matahari atau dipanaskan dalam uap sendiri dengan suhu 250 C . Tidak seperti fosfor putih , fosfor merah tidak phosphoresce di udara , meskipun masih memerlukan penanganan hati-hati .( By Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Chemistry Expert ) Fakta Fosfor Hennig Brand mengisolasi fosfor dari urine . Dia merahasiakan proses nya ,dia memilih untuk menjual proses itu kepada ahli kimia lainnya . Proses itu menjadi lebih dikenal luas ketika dijual ke Perancis Academy of Sciences . Fosfor adalah unsur yang paling umum keenam dalam tubuh manusia . Teknik Brand digantikan dengan metode Carl Wilhelm Scheele yaitu penggalian fosfor dari tulang . Fosfor adalah unsur yang paling umum ketujuh di kerak bumi . Fosfor adalah unsur yang paling umum kedelapan belas dalam air laut .

KelimpahanKelimpahan dalam kerak bumi unsur fosfor sebanyak 1.050 bagian per juta berat , 730 bagian per juta mol, sedangkan kelimpahan dalam tata surya sebanyak 7 bagian per juta berat , 300 bagian per miliar mol.

Fosfor merupakan unsur yang paling berlimpah kedua (setelah kalsium)yang ada didalam tubuh.fosfor ada dalam tubuh sekitar 1% dari berat badan seseorang.Unsur tersebut terdapat dalam setiap sel,tapi 85% fosfor ditemukan didalam tulang dan gigi.Dalam tulang,fosfor ada dalam bentuk fosfat (PO4-3)sebagaimana dalam bentuk garam Ca3(PO4)2. (dikutip dari Staying Healthy with Nutrition ISBN: 1587611791)

Semua organisme hidup membutuhkan fosfor ( P ) untuk mensintesis DNA , RNA , ATP , dan sejumlah senyawa organik penting lainnya . Kelautan P disediakan oleh pelapukan benua , dan banyak didaerah laut jauh, jauh dari dataran ( misalnya Pasifik Utara pilin Subtropis , Laut Sargasso dan laut semi tertutup lainnya hampir dikelilingi oleh tanah ( misalnya Laut Mediterania ) , produktivitas kelautan dibatasi oleh jumlah fosfor yang ada dalam air laut .Ion fosfat ( PO43- ) adalah bentuk yang paling biologis dari unsur fosfor . (Woods Hole Oceanographic Institution,19 Desember 2014) Dalam makanan juga memiliki kadar fosfor yang berlimpah diantaranya seperti susu, daging ,ikan, buah-buahan dan sayur-sayuran.

Food ItemAmountPhosphorus (mg)

Beef (80% lean, ground) (Bottom round) 3 oz3 oz165217

Salmon (canned w/bone) (fresh, cooked) 3 oz3 oz280235

Evaporated nonfat (milk)1 cup499

Apple juice 1 cup17

Beans (baked) (northern) (kidney (lima) (refried) (green/yellow snap) cup cup cup cup cup cup13214612610010921

Muffin (blueberry) (oat bran) 1 med1 med222424

Pudding, instant (chocolate) (vanilla) cup cup 350279

(dikutip dari: Department of Veterans Affairs)

Sumber Fosfor

Unsur fosfor di alam banyak dijumpai dalam bentuk ion fosfat, baik dalam bentuk organik maupun anorganik. Keberadaan unsur ini di lapisan tanah tidak stabil, karena berbentuk mineral-mineral yang sangat reaktif terhadap air yang mengalir di permukaannya(1). Unsur ini akan mudah mengalami proses pengikisan, pelapukan dan pengenceran karena limpasan air. Selama terjadi proses-proses tersebut mineral-mineral fosfat akan terurai menjadi ion fosfat yang merupakan salah satu zat hara yang diperlukan dan memegang peranan penting bagi proses pertumbuhan dan metabolisme organisme laut di samping unsur-unsur lainnya(2). Organisme utama yang memerlukan keberadaan unsur fosfat di perairan adalah fitoplakton yang memegang peranan penting dalam menentukan kesuburan suatu perairan. Penelitian tentang kebutuhan kualitatif unsur fosfat oleh fitoplankton atau organisme laut

Fosfor tidak pernah ditemukan bebas di alam.Fosfor ditemukan dalam kombinasi dengan berbagai macam mineral . Batuan fosfat , yang berisi mineral apatit , merupakan tri - kalsium fosfat murni dan sumber penting fosfor . Deposito besar dari batuan fosfat yang ditemukan di Rusia , Maroko , Florida , Tennessee , Utah , Idaho , dan tempat-tempat lain.

Cara Pemurnian Fosfor

Pembuatan Fosfor (P) Pembuatan fosfor tergantung pada jenis fosfornya, yaitu berupa fosfor putih atau fosfor merah 1.Pembuatan fosfor putih Fosfor putih pertama kali dibuat oleh Hennig Brand pada tahun 1669. Ilmuwan ini awalnya membuat fosfor putih dengan cara memanaskan urine dan pasir kemudian mengkondensasikan uapnya melalui air. Unsur yang diproleh dapat mengeluarkan cahaya, sehingga unsur tesebut dinamakan phosphorus. Selanjutnya,Wohler memperkenalkan cara modern untuk memproleh fosfor putih. Caranya dengan mereduksikan Kalsium fosfat, pasir, dan batang karbon pada suhu 1.300C dalam tungku pembakaran listrik. Fosfor yang diproleh didistilasi kemudian dikondensasikan di dalam air sebagai molekul P4.

Reaksinya :2 Ca3(PO4)2(s) + 6 SiO2(s) +10C(s) 6 CaSiO3(l)+ 10CO(g) + P4(g)

Uap P4dan CO selanjutnya dikondensasikan kedalam air hingga diproleh Kristal fosfor putih murni. Fosfor putih sangat reaktif terhadap oksigen sehingga terbakar dan menghasilkan gelembung-gelembung. Oleh karena itu, fosfor disimpan dalam air.

Fosfor merah di buat dengan cara memanaskan fosfor putih. Fosfor merah dalam keadaan murni dapat diproleh dengan cara kristalisasi larutan dengan menggunakan bantuan Pb. Namun, Fosfor merah sulit diproleh dalam keadaan murni.(Chemistry Explained Foundations and Applications ,19 Desember 2014)

AplikasiSains dan TeknologiSemua produk glow-in- the-dark mengandung fosfor . Sebuah fosfor adalah zat yang memancarkan cahaya tampak setelah diberi energi . Dua tempat di mana kita paling sering melihat fosfor berada dalam layar TV atau monitor komputer dan lampu neon . Dalam layar TV , berkas elektron pemogokan fosfor untuk memberi energi itu Dalam lampu neon , sinar ultraviolet memberi energi fosfor . Dalam kedua kasus , apa yang kita lihat adalah cahaya tampak . Layar TV berwarna sebenarnya mengandung ribuan elemen gambar fosfor kecil yang memancarkan tiga warna yang berbeda ( merah , hijau dan biru ) . Dalam kasus lampu neon , biasanya ada campuran fosfor yang bersama-sama menciptakan cahaya yang terlihat putih bagi kita EkonomiPasokan batuan fosfat dan asam fosfat di dunia sangat terbatas dan harganya terus meningkat. Saat ini produsen batuan fosfat terbesar adalah Maroko, Yordania, Mesir, dan Tunisia. Pasokan yang terbatas dan permintaan yang tinggi dari berbagai negara mendorong kenaikan harga batuan dan asam fosfat di dunia. Saat ini harga asam fosfat di dunia mencapai sekitar 1.100 dolar AS per ton dan harga batuan fosfat menembus angka 220 dolar AS per ton

KesehatanFosfor - 32 sangat berguna dalam studi medis, karena fosfor terjadi di banyak bagian tubuh . Fosfor radioaktif dapat digunakan sebagai tracer untuk mempelajari bagian tubuh serta perubahan kimia dalam tubuh . Fosfor radioaktif juga dapat menentukan berapa banyak darah dalam tubuh seseorang . Hal ini juga dapat membantu menemukan adanya tumor di otak , mata , payudara , dan kulit . Akhirnya , kadang-kadang digunakan untuk mengobati beberapa jenis kanker . Radiasi yang dilepaskan oleh fosfor - 32 dapat membunuh sel-sel kanker dan membantu memperlambat atau menghentikan penyakit .

Fosfor - 32 sangat penting dalam berbagai penelitian ilmiah . Sebagai contoh, itu akan ditambahkan ke ban ketika mereka dibuat . Kemudian , radiasi memberikan off dapat dipelajari sebagai ban yang digunakan . Informasi ini menceritakan di mana ban habis dipakai dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk memakai keluar .

Fosfor sangat penting untuk kesehatan tanaman dan hewan . Banyak bahan kimia penting dalam sel hidup mengandung fosfor . Salah satu yang paling penting dari bahan kimia ini adalah adenosin trifosfat ( ATP ) . ATP menyediakan energi untuk sel-sel yang mereka butuhkan untuk tetap hidup dan melaksanakan semua tugas-tugas mereka harus melakukan . Fosfor sangat penting untuk perkembangan tulang dan gigi . Asam nukleat juga mengandung fosfor . Asam nukleat merupakan bahan kimia yang melakukan banyak fungsi dalam organisme hidup . Sebagai contoh , mereka membawa informasi genetik dalam sel . Mereka mengatakan sel bahan kimia apa yang harus membuat . Hal ini juga bertindak sebagai " sutradara " dalam pembentukan bahan kimia .

Jumlah yang disarankan harian fosfor bagi manusia adalah satu gram . Hal ini cukup mudah untuk mendapatkan banyak kandungan fosfor setiap hari melalui makanan-makanan yang mengandung fosfor seperti daging , susu , kacang-kacangan , dan biji-bijian .Dua senyawa fosfor yang digunakan untuk melapisi ujung pertandingan .

Di sisi lain , unsur fosfor sangat berbahaya . Fosfor unsur fosfor sebagai elemen , tidak digabung dengan unsur-unsur lain . Menelan bahkan setitik fosfor putih menghasilkan diare berat dengan kehilangan darah ; kerusakan pada liver , lambung , usus , dan sistem peredaran darah ( sistem aliran darah ) ; dan koma . Menelan sepotong fosfor putih tidak lebih besar dari 50 sampai 100 miligram ( 0,0035 ons ) bahkan dapat menyebabkan kematian . (dikutip dari : University of Maryland Medical Center (UMMC))

ProspekLingkunganfosfor-32 (P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan yang bersifat lebih unggul dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi inilah yang menyebabkan turunan akan mempunyai sifat yang berbeda dari induknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.

Industri

Asam fosfat dalam industri logam adalah sebagai phosphatizing yang melindungi baja dengan lapisan fosfat . Phosphatizing dasarnya adalah pengawetan baja dalam asam fosfat . Permukaan baja terdiri dari berbagai anoda dan katoda situs kecil . Asam fosfat bereaksi dengan baja di anoda , membebaskan ion besi ke dalam bak mandi dan menghasilkan gas hidrogen . Akselerator ( pengoksidasi ) diperlukan untuk mengoksidasi besi dan menghabiskan hidrogen pada permukaan logam . Hal ini akan menurunkan kadar asam , atau pH , di situs katodik ke titik di mana besi fosfat alami endapan ke permukaan baja . Proses ini berlanjut sampai semua situs katodik yang dilapisi . Formulasi besi fosfat umumnya mengandung kombinasi fosfat besi , besi fosfat , dan oksida besi . Proses operator biasanya menggunakan solusi yang meliputi asam fosfat , akselerator , dan satu atau lebih surfaktan . Surfaktan membantu basah baja , meningkatkan adhesi lapisan fosfat . Phosphatizing membantu mencegah korosi dan mempersiapkan permukaan logam untuk meningkatkan adhesi cat .

Referensi(http://bcn.boulder.co.us/basin/data/NEW/info/TP.html)

(By Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Chemistry Expert from http://chemistry.about.com/od/elementfacts/a/phosphorus.htm)

(http://www.chemicool.com/elements/phosphorus.html from Mary Elvira Weeks, The discovery of the elements. XXI. Supplementary note on the discovery of phosphorus J. Chem. Educ., 1933, 10 (5), p 302.).(Arif Dwi Santoso Peneliti Pusat Teknologi Lingkungan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, KANDUNGAN ZAT HARA FOSFAT PADA MUSIM BARAT DAN MUSIM TIMUR DI TELUK HURUN LAMPUNG)(http://bappeda.jatimprov.go.id ,19 Desember 2014)( http://science.howstuffworks.com/innovation/science-questions/question388.htm)