Apakah itu unsur Fosforus? Artikel ini akan membincangkan sifat, sejarah penghasilan Fosforus dan kegunaannnya dalam kehidupan seharian kita
Pengenalan
Fosforus adalah unsur bukan logam multivalen berada kumpulan 15 dalam jadual berkala. Fosforus boleh didapati secara semulajadi dalam bentuk alotropik yang merupakan unsur penting dalam organisma hidup. Terdapat beberapa jenis fosforus yang dikenali sebagai fosforus putih, merah dan hitam. Fosforus putih biasanya dihasilkan di industri.
Ia bercahaya dalam keadaan gelap, mudah terbakar apabila terkena udara dan sangat beracun sehingga boleh membawa maut. Jika terkena kulit boleh terbakar dan menyebabkan luka yang teruk. Fosforus merah pula terbentuk apabila fosforus putih dipanaskan sehingga suhu mencecah 250°C atau dengan mendedahkan fosforus putih kepada cahaya matahari.
Fosforus merah tidak beracun dan tidak berbahaya seperti fosforus putih meskipun ia boleh mengubahnya kembali menjadi fosforus putih dengan teknik geseran panas. Fosforus merah boleh berubah warna dari oren kepada ungu apabila berlaku perubahan pada struktur kimianya.
Fosforus hitam dihasilkan di bawah tekanan tinggi dengan bentuknya kelihatan seperti grafit serta mempunyai keupayaan untuk mengalirkan elektrik. Fosforus hitam adalah yang paling tidak reaktif dan tidak berbahaya.
Sifat Utama Fosforus
- Nombor atom: 15
- Berat atom: 30.97
- Kumpulan: 15
- Takat lebur: 44.15°C
- Takat didih: 280°C
- Ketumpatan: 1.823 g cm−3
Sejarah dan cara penghasilan
Fosforus pertama kali dihasilkan oleh Hennig Brandt di Hamburg, seorang ahli kimia berbangsa Jerman pada tahun 1669 dengan menguap air kencing lalu memanaskannya sehingga menjadi merah panas. Dia kemudian menyuling wap fosforus berkenaan dengan teknik mengembun di dalam air kemudian hasilnya dikumpulkan.
Pada mulanya dia menyangka bahawa dia telah berjaya menemukan logam yang boleh ditukarkan kepada emas tapi penemuan bukan seperti yang disangkakan. Apabila dia menghadapi masalah kewangan. Henning menjual fosforus berkenaan kepada Daniel Kraft kemudian lelaki itu melakukan pameran di seluruh Eropah termasuk London sehingga seorang aristokrat yang bernama Robert Boyle tertarik untuk membelinya.
Dia akhirnya menyiasat bagaimana cara untuk menghasilkan fosforus secara sistematik. Apabila menemui rahsia tersebut, dia menubuhkan perniagaan sendiri menjual fosforus sehingga menjadi kaya raya. Walaubagaimanapun unsur fosfofus tetap menjadi tanda tanya sehinggalah satu abad lamanya sebelum dibuktikan bahawa fosforus merupakan salah satu komponen yang terdapat pada tulang.
Pencernaan diantara asid nitrik atau asid sulfurik akan menghasilkan asid fosforik kemudian fosforus disuling dengan memanaskannya dengan arang. Menurut makmal Efferson National Linear Accelerator, terdapat cara yang lebih mudah untuk menghasilkan fosforus iaitu ia boleh diektrak dari batuan fosfat (Ca3(PO4)2).
Sifat kereaktifan
Fosforus apabila terdedah kepada oksigen akan terbakar dan menghasilkan api yang menyala. Sebagai langkah berjaga-jaga, fosforus yang berada di makmal disimpan di dalam air. Fosforus mudah bergabung dengan halogen seperti florin, klorin, bromin dan iodin.
Sebagai contoh, tindak balas diantara fosforus dan klorin menghasilkan fosforus triklorida dengan persamaan kimia berikut:
P4 + 6 Cl2 → 4 PCl3.
Selain itu, fosforus juga boleh bergabung dengan logam untuk membentuk fosfides. Hidrolisis kalsium fosfida, Ca3P2 akan menghasilkan fosfin. Fosfin mudah teroksida di udara. Fosforus oksida, P4O6 iaitu merupakan minor tautomer asid fosforus.
Kegunaan dan aplikasi harian
1. Baja
Asid fosforik yang pekat digunakan sebagai baja dalam bidang pertanian dan perladangan. Namun penggunaan baja yang berlebihan boleh mencemari sungai dan mengakibatkan pertumbuhan alga dengan cepat. Oleh itu, ia digunakan secara sederhana sekitar 70%.
2. Penggunaan Industri
Selain itu, fosforus juga digunakan dalam pembuatan gelas, lampu natrium, pengeluaran keluli dan aplikasi ketenteraan seperti bom dan penggera siren asap.
3. Agen Pencuci
Trisodium fosfat, Na3PO4 digunakan sebagai agen pencuci.
4. Serbuk Penaik
Kalsium fosfat, (Ca3 (PO4) 2) pula digunakan dalam pembuatan serbuk penaik.
5. Lampu
Sebahagian kecil sebatian fosforus bercahaya dalam keadaan gelap apabila ia bertindak balas dengan serapan radiasi. Justeru ia sering digunakan dalam pembuatan mentol lampu pendarfluor dan televisyen.
Aplikasi lain yang menggunakan fosforus adalah seperti racun perosak, ubat gigi dan detergen. Fosforus juga merupakan komponen yang penting dalam sel protoplasma, saraf tisu dan tulang.
Fosforus memainkan peranan utama dalam kehidupan kerana ia merupakan tulang belakang gula-fosfat yang membentuk DNA dan RNA yang terlibat dalam pemindahan tenaga di dalam sel. Ia merupakan salah satu bahagian ATP (adenosin trifosfat) yang banyak ditemui dalam molekul penting biologi.
Unsur yang lain
Rujukan:
- Phosphorus – Lentech
- Phosphorus – Pubchem
- Phosphorus – Royal Society of Chemistry