FOSFOR A. KELIMPAHAN FOSFOR Fosfor termasuk unsur bukan logam yang cukup reaktif, sehingga tidak ditemukan di alam dalamkeadaan bebas. Fosfor berasal dari bahasa Yunani, phosphoros, yang berarti memiliki cahaya sehingga dalam keadaan gelap dapat bersinar. Unsur fosfor pertama kali disintesis oleh seorang ilmuwan asal Jerman, Henning Brand pada tahun 1669 secara tidak sengaja dalam percobaan menggali bebatuan. Fosfor termasuk peringkat kesepuluh dalam kelimpahan unsur di alam, terdapat sebagai fosfat dalam berbagai mineral. Mineral yang terpenting adalah flouroapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 F) dan fosforit (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)). Pada kulit bumi, fosfor terdapat dalam batuan fosfat, seperti fosforit (Ca 3 (PO 4 ) 3 ), flouroapatit CaF 2 3Ca 3 (PO 4 ) 2, dan klor apatit 3CaCl 2 3Ca 2 (PO 4 ) 2.Dalam organisme fosfor didapatkan dalam tulang sebagai kalisium fosfat dan dalam protein (nukleopeptida). Sekitar 23 % kerang tubuh manusia terdiri dari zat-zat mineral dengan kandungan fosfor sebanyak 20 % (terdapat dalam bentuk kalsium fosfat). Pada tulang mengandung sekitar 60 % kalsium fosfat dan pada gigi manusia pada dasarnya merupakan gabungan dari kalsium fosfat (Ca 3 (PO 4 ) 2 dengan hidroksi apatit ( Ca 5 PO 4 ) 3. Daur Fosfor Daur fosfor yaitu daur atau siklus yang melibatkan fosfor, dalam hal proses yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur fosfor dinilai paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui atmosfer. fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah, tanaman, dan di dalam tanah. Kemudian inputnya adalah hasil pelapukan batuan. dan outputnya adalah fiksasi mineral.
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfor berupa fosfat yang diserap tanaman untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, jadi daur fosfat dikatakan daur lokal. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman.
B. SIFAT-SIFAT FOSFOR Fosfor adalah unsur golongan VA, maka satu atom fosfor memerlukan tiga electron untuk stabil sehingga satu atom fosfor harus berikatan kovalen dengan tiga fosfor yang lain. Fosfor memiliki energy ionisasi dan kelektronegatifan yang sangat tinggi sehingga bersifat mudah menarik electron tetapi sukar pula melepas electron yang sudah terikat. Titik leleh fosfor relatif rendah, hal ini disebabkan atom-atom fosfor tersusun dalam struktur molekuler. Rendahnya titik leleh fosfor menunjukkan bahwa gaya van der waals yang mengikat molekul-molekul fosfor cukup lemah. Fosfor padat yang murni memilki tiga bentuk Kristal (allotrop), yaitu fosfor putih, fosfor merah, dan fosfor hitam. Gambar Strktur fosfor putih.
Perbandingan Sifat Alotrop Fosfor Fosfor Putih Fosfor Merah Fosfor Hitam Bersifat lunak dengan Menyublim tanpa Titik lebur 587,5 C titik leleh 44 C dan titik didih 280 C meleleh pada 420 C Kerapatan 1,82 g/cm 3 Kerapatan 2,3 g/cm 3 Kerapatan 2,69 g/cm 3 Larut dalam CS 2 Tidak larut dalam CS 2 Kurang larut dalam CS 2 Bersinar dalam gelap Tidak bersinar dalam Tidak bersinar gelap Cukup reaktif Kurang reaktif Kurang reaktif Beracun Tidak beracun - Bersifat Metastabil. Mempunyai tekanan uap lebih tinggi disbanding fosfor merah dan fosfor hitam Lebih stabil disbanding fosfor putih Reaksi dengan oksigen berlangsung 35 C Reaksi dengan oksigen berlangsung suhu 300 C Lebih stabil dibanding fosfor merah. (Alotrop fosfor yang paling stabil) Reaksi dengan oksigen berlangsung suhu 400 C C. PEMBUATAN FOSFOR Unsur fosfor diproduksi dari batuan fosfat yang dipanaskan dengan silika dan kokas dalam tanur listrik (Proses Wohler). Fosfor yang terbentuk diembunkan dalam alat pendingin, kemudian fosfor cair yang terbentuk disaring kemudian disimpan dalam air (fosfor mudah terbakar). Reaksinya : 2Ca 3 (PO 4 ) 2(s) + 6SiO 2(s) + 10C (s) 6CaSiO 3(s) + 10CO (g) + P 4(g) Fosfor terutama digunakan sebagai bahan baku pada industri P 4 O 10 dan H 3 PO 4. Penggunaan lain adalah untuk pembuatan senyawa fosfat, industri korek api, kembang api, serta racun tikus. Asam fosfat dapat diproduksi dengan reaksi asam basa antara batuan fosfat dengan asam sulfat: Ca 5 (PO 4 ) 3 F (s) + 5H 2 SO 4(l) 3H 3 PO 4 (l) + 5CaSO 4(s) + HF (aq)
D. PERSENYAWAAN FOSFOR DAN KEGUNAANNYA Fosfor dapat bersenyawa dengan kebanyakan nonlogam dan logam yang reaktif. Dengan unsur golongan IA dan IIA dapat membentuk fosfida, misalnya, misalnya Na 3 P, Mg 3 P 2 dengan hydrogen membentuk fosfin, PH 3 dan dengan halogen dapat membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi fosfor +3 dan + 5, misalnya PCl 3 dan PCl 5. Fosfida dapat mengalami hidrolisis membentuk fosfin. Reaksi : Na 3 P (s) + 3H 2 O (l) 3NaOH (aq) + PH 3(aq) Senyawa fosfor yang penting adalah oksida fosfor dan halida fosfor. Senyawa halida fosfor yang dikenal adalah fosfiortrihalida (PX 3 ) dan fosfor pentahalida (PX 5 ), dengan X = F, Cl, Br, dan I. Namun sampai saat ini belum dikenal senyawa PI 5. Senyawa PCl 3 dapat dibuat dengan mereaksikan leburan fosfor dengan klor tetapi bila klornya berlebihan akan dihasilkan PCl 5. Senyawa PCl 3 ini merupakan cairan yang mudah menguap dan banyak digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat persenyawaan fosfor. PCl 3 ini mudah terhidrolisis. Reaksi : P 4(l) + 6Cl 2(g) 4PCl 3(g) PCl 3(g) + 6Cl 2(g) PCl 5(g) PCl 3(g) + 3H 2 O (l) H 3 PO 4(aq) +3HCl (aq) PCl 3 bereaksi dengan oksigen membentuk fosforiklorida POCl 3. POCl 3 ini digunakan sebagai komponen dalam zat pemadam kebakaran. Oksida fosfor yang dikenal adalah P 2 O 3 dan P 2 O 5 yang sering kali membentuk dimer P 4 O 6 dan P 4 O 10. Kedua oksida ini dapat membentuk asam yaitu asam fosfit (H 3 PO 3 ) dan asam fosfat (H 3 PO 4 ). Asam fosfat diproduksi secara besar-besaran untuk pembuatan pupuk, zat aditif makanan, dan pembuatan detergen. Asam fosfat dibuat dengan reaksi antara batuan fosfat dengan asam sulfat. Reaksi : Ca 3 (PO 4 ) 2(s) + 3H 2 SO 4(aq) + 6H 2 O (l) 3CaSO 4 2H 2 O (s) + 2 H 3 PO 4(aq) - 2- Dalam darah manusia terdapat sistem buffer H 2 PO 4 dengan HPO 4 berfungsi mencegah perubahan ph dalam darah. Jika dalam darah terdapat basa, maka H 2 PO - 4 + OH - HPO 2-4 + H 2 O Jika dalam darah terdapat asam, maka HPO 2-4 + H 3 O + H 2 PO - 4 + H 2 O yang
Jenis pupuk fosfat yang dikenal, misalnya superfosfat, dibuat dengan reaksi Ca 3 (PO 4 ) 2(s) + 2H 2 SO 4(aq) Ca(H 2 PO 4 ) 2(s) + 2Ca 2 SO 4(s) (pupuk superfosfat) Senyawa Na 3 PO 4 biasanya digunakan untuk campuran pembuatan sabun dan deterjen, karena dapat berfungsi menghilangkan kesadahan dalam air. Dalam air sadah Na 3 PO 4 akan bereaksi dengan ion Ca 2+, Mg 2+, dan Fe 3+, membentuk ion kompleks yang tidak bereaksi dengan sabun atau deterjen.