Fosfor

Fosfor adalah unsur kimia nonlogam dengan simbol P dan nomor atom 15 yang termasuk dalam golongan nitrogen pada tabel periodik unsur. Fosfor memiliki peran penting dalam kehidupan makhluk hidup karena merupakan komponen utama asam nukleat seperti DNA dan RNA, serta adenosin trifosfat (ATP) yang menjadi sumber energi sel. Unsur ini tidak ditemukan dalam bentuk bebas di alam karena sifatnya yang sangat reaktif, melainkan hadir dalam bentuk senyawa fosfat di batuan, tanah, dan organisme. Fosfor dikenal memiliki beberapa alotrop, yang paling umum adalah fosfor putih dan fosfor merah, masing-masing dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda.

Sifat fisik dan kimia

Fosfor putih berbentuk padat lunak, berwarna putih kekuningan, dan bersifat toksik. Ia bersinar dalam gelap akibat fenomena fosforesensi dan mudah terbakar di udara. Fosfor merah lebih stabil, tidak bersinar dalam gelap, dan biasanya digunakan dalam pembuatan korek api. Fosfor memiliki titik lebur sekitar 44 °C dan titik didih 280 °C. Unsur ini bereaksi cepat dengan oksigen membentuk fosfor oksida dan dengan logam membentuk fosfida.

Alotrop fosfor

Terdapat beberapa bentuk alotrop fosfor yang memiliki perbedaan struktur dan sifat:

1. Fosfor putih – sangat reaktif, beracun, dan digunakan dalam aplikasi militer serta penelitian.
2. Fosfor merah – lebih stabil, digunakan dalam industri seperti pembuatan korek api dan bahan bakar roket.
3. Fosfor hitam – memiliki struktur berlapis mirip grafit, bersifat konduktif, dan sedang diteliti untuk aplikasi elektronik.

Peran biologis

Fosfor adalah unsur esensial bagi semua makhluk hidup. Dalam tubuh manusia, sekitar 85% fosfor tersimpan dalam tulang dan gigi dalam bentuk kalsium fosfat. Fosfor juga menjadi komponen penting fosfolipid yang membentuk membran sel. Selain itu, fosfor terlibat dalam proses metabolisme energi melalui pembentukan dan pemecahan ATP.

Siklus fosfor

Siklus fosfor adalah bagian dari biogeokimia yang menggambarkan pergerakan fosfor melalui litosfer, hidrosfer, dan biosfer. Fosfor berasal dari pelapukan batuan fosfat, masuk ke tanah dan air, kemudian diserap oleh tumbuhan. Hewan mendapatkan fosfor dengan memakan tumbuhan atau hewan lain, dan fosfor kembali ke tanah melalui dekomposisi organisme mati.

Kegunaan fosfor

Fosfor memiliki banyak kegunaan dalam industri dan kehidupan sehari-hari:

1. Pembuatan pupuk fosfat untuk meningkatkan kesuburan tanah.
2. Bahan baku deterjen dalam bentuk senyawa polifosfat.
3. Pembuatan pestisida dan herbisida.
4. Bahan dalam industri kimia untuk produksi asam fosfat.
5. Komponen dalam pembuatan korek api dan kembang api.

Produksi fosfor

Sebagian besar fosfor diperoleh dari penambangan batuan fosfat. Bahan ini kemudian diolah melalui proses kimia untuk menghasilkan asam fosfat atau fosfor elemental. Negara-negara seperti Tiongkok, Amerika Serikat, dan Maroko menjadi produsen utama fosfor dunia. Proses produksi fosfor putih melibatkan pemanasan fosfat dengan pasir dan karbon dalam tungku listrik.

Dampak lingkungan

Penggunaan fosfor secara berlebihan, terutama dalam pupuk dan deterjen, dapat menyebabkan eutrofikasi di perairan. Eutrofikasi memicu pertumbuhan alga yang berlebihan, mengurangi kadar oksigen, dan mengancam kehidupan akuatik. Oleh karena itu, pengelolaan fosfor yang berkelanjutan menjadi penting untuk menjaga keseimbangan ekosistem.

Sejarah penemuan

Fosfor pertama kali ditemukan pada tahun 1669 oleh ahli kimia Jerman Hennig Brand. Ia mencoba membuat batu filosofis dari urin manusia dan berhasil mengisolasi zat yang bersinar dalam gelap. Penemuan ini menjadi salah satu tonggak penting dalam kimia karena fosfor adalah unsur kimia pertama yang ditemukan sejak zaman kuno.

Keamanan dan toksisitas

Fosfor putih sangat beracun dan dapat menyebabkan kerusakan hati, ginjal, dan tulang jika terhirup atau tertelan. Paparan kulit terhadap fosfor putih dapat menimbulkan luka bakar kimia. Oleh karena itu, penanganan fosfor harus dilakukan dengan peralatan pelindung yang memadai dan di lingkungan yang terkendali.

Penelitian fosfor

Fosfor terus menjadi subjek penelitian dalam berbagai bidang. Dalam bioteknologi, fosfor digunakan untuk mempelajari mekanisme metabolisme energi dan sintesis biomolekul. Dalam teknologi material, fosfor hitam sedang dikembangkan sebagai bahan semikonduktor untuk perangkat elektronik masa depan.

Alternatif dan daur ulang

Karena sumber fosfor di alam terbatas, upaya daur ulang fosfor dari limbah pertanian, kotoran hewan, dan limbah industri menjadi semakin penting. Beberapa teknologi telah dikembangkan untuk mengekstrak fosfor dari air limbah dan menggunakannya kembali sebagai pupuk, sehingga mengurangi ketergantungan pada penambangan batuan fosfat yang tidak terbarukan.