POSPAT

MAKALAH

ANALISIS

ION FOSFAT

DISUSUN OLEH :

Diah Noorsari (1005025060)

Hilmah (1005025065)

Noormila Leliana (1005025054)

Sri Indah Dewi Sartikawati (1005025009)

Yohana Fransiska Shella (1005025053)

Pendidikan Kimia, Regular Pagi

ANION FOSFAT

A.  Ciri dan Sifat Fosfat

1.      Fosfat berada dalam air alam atau limbah sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat, dan fosfat organic

2.      Fosfor bersifat sebagai zat padat

3.      Titik didih 280° C.

4.      Titik lebur 44.1° C

5.      Pada temperature 1.040° C mengalami disosiasi

B.  Keberadaan Fosfat Dan Manfaat Fosfat

Analisa kualitatif merupakan suatu proses dalam mendeteksi keberadaan suatu unsur kimia dalam cuplikan yang tidak diketahui. Analisa kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan. Dalam metode analisis kualitatif kita menggunakan beberapa pereaksi diantaranya pereaksi golongan dan pereaksi spesifik, kedua pereaksi ini dilakukan untuk mengetahui jenis anion / kation suatu larutan.

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).

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-, HPO42-, PO43-. Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan seterusnya masuk kedalam rantai makanan. Senyawa fosfat dalam perairan berasal daari 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)

Secara rinci perputaran campuran organik –P yang ditunjukkan di permukaan air secara garis besar tidak diketahui. Sepenuhnya adalah larutan inorganik fosfor seperti hasil ionisasi pada H3PO4

H3PO4->H+ + H2PO4
H3PO4->H+ + HPO42-
H3PO4->H+ + PO43-

Pecahan pada bentuk ini dibatasi oleh pH dan komposisi pada air. Ionisasi konstan untuk tiga tahap penguraian dapat didefinikan sebagai :

K1 = [H+] [H2PO4] [H3PO4]
K2 = [H+] [HPO42-] [H2PO4-]
K3 = [H+] [PO33-] [HPO42-

Banyak sumber fosfat yang di pakai oleh hewan, tumbuhan, bakteri, ataupun makhluk hidup lain yang hidup di dalam laut. Misalnya saja fosfat yang berasal dari feses hewan (aves). Sisa tulang, batuan, yang bersifat fosfatik, fosfat bebas yang berasal dari proses pelapukan dan erosi, fosfat yang bebas di atmosfer, jaringan tumbuhan dan hewan yang sudah mati. Di dalam siklus fosfor banyak terdapat interaksi antara tumbuhan dan hewan, senyawa organik dan inorganik, dan antara kolom perairan, permukaan, dan substrat. Contohnya beberapa hewan melepaskan sejumlah fosfor padat di dalam kotoran mereka.

Dalam perairan laut yang normal, rasio N/P adalah sebesar 15:1. Ratio N/P yang meningkat potensial menimbulkan blooming atau eutrofikasiperairan, dimana terjadi pertumbuhan fitoplankton yang tidak terkendali. Eutrofikasi potensial berdampak negatif terhadap lingkungan, karena berkurangnya oksigen terlarut yang mengakibatkan kematian organisme akuatik lainnya (asphyxiation), selain keracunan karena zat toksin yang diproduksi oleh fitoplankton (genus Dinoflagelata). Fitoplankton mengakumulasi N, P, dan C dalam tubuhnya, masing – masing dengan nilai CF (concentration factor) 3 x 104 untuk P, 16(3 x 104) untuk N dan 4 x 103 untuk C (Sanusi 2006).

Phospat atau fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, fosfat membawa sebuah -3 muatan formal, dan dinotasikan PO₄^3-.

Fosfat merupakan satu -satunya bahan galian (diluar air) yang mempunyai siklus, unsur fosfor di alam diserap oleh mahluk hidup, senyawa fosfat pada jaringan mahluk hidup yang telah mati terurai, kemudian terakumulasi dan terendapkan di lautan.  Proses terbentuknya endapan fosfat ada tiga:

1.      Fosfat primer terbentuk dari pembekuan magma alkali yang bersusunan nefelin, syenit dan takhit, mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit {Ca₅(PO₄)³F}dalam keadaan murni mengandung 42 % P₂O₅ dan 3,8 % F₂.

2.      Fosfat sedimenter (marin), merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan alkali dan suasana tenang, mineral fosfat yang terbentuk terutama frankolit.

3.      Fosfat guano, merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batugamping karena pengaruh air hujan dan air tanah. Berdasarkan tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan dan gua.

Unsur P dalam phospat adalah (Fosfor) sangat berguna bagi tumbuhan karena berfungsi untuk merangsang pertumbuhan akar terutama pada awal-awal pertumbuhan, mempercepat pembungaan, pemasakan biji dan buah.

Pada tanaman jika terjadi kekurangan unsur ini, maka gejala yang tampak pada tanaman adalah daun berubah tua agak kemerahan, pada cabang, batang, dan tepi daun berwarna merah ungun yang lambat laun berubah menjadi kuning. pada buah tampak kecil dan cepat matang.

Fungsi lain mencegah polimer asam nukleat dari migrasi ke lingkungan hidrofobik ditemukan dalam selaput sel pada tumbuhan.

Para ahli kimia menemukan fakta bahwa fosfat sangat diperlukan untuk meningkatkan produktifitas pertanian. Perubahan pola industri pertanian yang mengarah pada pola Organik membuat pupuk berbahan fosfat kini mulai dicari.

Fosfat di Indonesia

Fosfat banyak ditemukan di Propinsi Aceh, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Tengah dan NTT, sedangkan tempat lainnya adalah Sumatera Utara, Kalimantan, dan Irian Jaya.

Di Tuban (Jawa Timur) penambangan fosfat masih dilakukan secara tradisional.  Data statistik menunjukkan jumlah cadangan yang telah diselidiki adalah 2,5 juta ton endapan guano (kadar P2O5= 0,17-43 %).

Pemanfaatan Fosfat

Lebih dari 90% produksi fosfat di Indonesia, khususnya kalsiumfosfat Ca3(PO4)2, digunakan untuk keperluan industri pupuk, baik pupuk alam maupun pupuk buatan. Sisanya dikonsumsi oleh berbagai industri seperti kaca lembaran, karet, industri kimia, dan lain-lain.

Penggunaan fosfor dalam bentuk unsur digunakan untuk keperluan fotografi, korek api, bahan peledak dan lain-lain. Terdapat dua tipe dari unsur fosfor, yaitu fosfor putih dan fosfor merah.

Fosfor putih hampir tidak larut dalam air, larut dalam alkohol dan larutan organik tertentu. Fosfor putih digunakan dalam pembuatan asam fosfat (H3PO4) dan bila dicampurkan dengan lelehan metal seperti timah dan tembaga menghasilkan alloy tertentu (special alloy), fosfor dalam bentuk ferro fosfor digunakan dalam berbagai industri metallurgi, untuk memperoleh logam dengan standar dan keperluan tertentu.

Deposit fosfat yang ditemukan di Indonesia mempunyai kadar rendah sampai sedang, meskipun pada lokasi tertentu dapat mencapai kadar 40% P2O5. Terdapat pada daerah yang terpencar, berupa endapan fosfat gua atau batugamping fosfatan. Belum ditemukan deposit dalam jumlah yang cukup besar, kecuali untuk diusahakan dalam skala kecil.

Untuk pemupukan tanah, fosfat dapat langsung digunakan setelah terlebih dahulu dihaluskan (sebagai pupuk alam). Akan tetapi untuk tanaman pangan seperti padi, jagung, kedelai, dan lain-lain, pupuk alam ini tidak cocok, karena daya larutnya yang sangat kecil di dalam air sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan tersebut. Untuk itu sebagai pupuk tanaman pangan, fosfat perlu diolah menjadi pupuk buatan.

Variabel yang sangat menentukan bagi fosfat sebagai pupuk alam adalah nilai kelarutannya terutama kelarutan dalam asam sitrat 2 %, kelarutan pada asam tersebut mencerminkan seberapa besar fosfat yang dapat diserap oleh akar tanaman.

Nilai kelarutan fosfat dalam air ditentukan oleh jenis mineral fosfat, mineral hidroksiapatit merupakan mineral fosfat yang mempunyai kelarutan tinggi, dengan demikian idealnya untuk pupuk alam digunakan endapan fosfat yang kandungan mineral hidroksiapatitnya cukup tinggi.

Pupuk superfosfat terdiri dari : Single Super Phosphate (SSP), Triple Super Phosphate (TSP), Monoammonium Phosphate (MAP), Diammonium Phosphate (DAP), Nitro Phosphate (NP), Ammonium Nitro Phosphate (ANP).

Superfosfat merupakan campuran antara monokalsium fosfat dan kalsium sulfat. Salah satu bentuk pupuk buatan adalah Super Fosfat, yaitu hasil reaksi antara tepung fosfat alam berkadar 30% P2O5 dengan asam sulfat pekat (Moersidi Sediyarso, 1998).

Di luar kegunaannya sebagai bahan pupuk,  fosfat dalam bentuk senyawa lain digunakan dalam berbagai industri. Asam fosfat direaksikan dengan soda abu atau batu kapur, akan diperoleh senyawa fosfat tertentu. Asam fosfat dengan batugamping 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 :

H3 PO4 + 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.

C.  Uji atau Identifikasi Fosfat

Kemungkinan adanya anion dapat diperkirakan dengan mengetahui kepastian kation apa saja yang terdapat dalam larutan sampel pada percobaan terdahulu yaitu  percobaan analisis kation.

Pengujian asam sulfat encer dan pekat merupakan salah satu untuk mengetahui anion apa saja yang terdapat  dalam larutan sampel . hal taersebut dikarenakan asam sulfat yang merupakan asam kuat mampu mendesak anion lemah keluar dari senyawanya.

Untuk mendeteksi adanya anion tidak diperlukan metode sistematis seperti pasa kation. Anion dapat dipisahkan dalam golongan-golongan utama, bergantung pada kelarutan garam peraknya, garam kalsium atau bariumnya, dan garam zinknya. Namun, ini hanya di anggap berarti untuk memberikan indikasi dari keterbatasan pada metode ini.

Pengujian anion dalam larutan hendaknya dilakukan menurut urutan :

1.      Uji sulfat

2.      Uji untuk zat pereduksi

3.      Uji untuk zat pengoksidasi

4.      Uji dengan larutan perak nitrat

5.      Uji dengan larutan kalsium klorida

6.      Uji dengan larutan besi (III) klorida

Uji pendahuluan awal pada analisis anion juga berdasarkan pada sifat fisika seperti warna, bau, terbentuknya gas, dan kelarutannya. Beberapa anion menghasilkan asam lemah volatil atau dioksidasi dengan asam sulfat pekat seperti dapat dilihat pada tabel berikut. 

Umumnya anion dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:

a. golongan sulfat: SO₄^2-, SO₃^2-, PO₄^3-, Cr₂O₄^2-, BO₂^- , CO₃^2- , C₂O₄^2- , AsO₄^3-

b. golongan halida : Cl^-, Br^-, I^-, S^2-

c. golongan nitrat : NO₃^- , NO₂^-, C₂H₃O₂^-

Anion fosfat  tidak memberikan reaksi dengan asam sulfat pekat dalam keadaan dingin

Garam BaSO4, BaSO3, Ba2(PO4)3, BaCr2O4, Ba(BO2)2, BaCO3, BaC2O4,Ba3( AsO4)2 tidak larut dalam air kondisi basa, sedangkan garam barium anion lainnya mudah larut. Berdasarkan sifat tersebut maka pemisahan dan identifikasi untuk golongan sulfat dapat dilakukan dengan penambahan pereaksi BaCl2. Kecuali barium kromat yang berwarna kuning, garam barium lainnya berwarna putih.

Jika larutan sampel diasamkan dengan asam nitrat dan ditambahkan perak nitrat maka hanya golongan anion halida yang akan mengendap sebagai garam perak, yaitu: AgCl (putih), AgBr(kuning), AgI(kuning muda), Ag2S(hitam).

Anion yang tidak menunjukkan uji yang positif untuk kedua golongan di atas kemungkinan mengandung anion golongan nitrat. Jika sampel mengandung beberapa kation maka uji pendahuluan diatas tidak cukup untuk menentukan ada atau tidaknya suatu anion. Karena itu setelah pengujian pendahuluan dilakukan maka perlu juga dilakukan uji spesifik untuk tiap anion.

Sulfat

Ambil 1 ml sampel, tambahkan asam dan BaCl2. Jika terbentuk endapan putih maka anion sulfat ada.

Fosfat (PO₄^3-)

1.      Sampel + AgNO3 terjadi endapan kuning.

2.      Sampel + amonium molibdat + asam pikrat encer dipanaskan terjadi endapan kuning.

Atau 3 tetes larutan sampel + 2 tetes HNO₃ 6 M + 3 tetes pereaksi ammonium molibdat dipanaskan Terbentuk endapan kuning.

3.      PO₄^3- + Ba(NO₃ )₂ → Ba₃(PO₄ )₂ putih + 2NO₃^-

4.      PO₄^3- + FeCl₃ → FePO₄ putih kuning + 3 Cl^-

Uji anion PO₄^3-, anion ini adalah hasil penguraian asam ortofosfat (H₃PO₄), asam ortofosfat adalah asam berbasa tiga, yang membentuk tiga deret garam : ortofosfat primer, mis NaH₂PO₄; ortofosfat sekunder, misal:  Na₂HPO₄; dan ortofosfat tersier, misal Na₃PO₄. Pada uji ini 3 tetes larutan sampel ditambahkan dengan 2 tetes asam nitrat dan 3 tetes reagensia ammonium molibdat dan hasilnya terbentuk endapan berwarna kuning. Warna kuning yang terbentuk adalah warna dari ammonium fosfomolibdat . Sebenarnya ammonium molibdat memiliki rumus , tetapi ionnya-lah yang digunakan dalam persamaan kimia . Dari uji dapat diketahui terdapat anion fosfat dalam sampel

Tabel reaksi ortofosfat dengan berbagai jenis reagen

REAGENSIA	ORTOFOSFAT
1.      Larutan perak nitrat	Endapan kuning, larut dalam HNO3 encer dan dalam larutan NH3 encer.
2.      Albumin dan asam asetat encer	Tidak terjadi koagulasi (penggumpalan)
3.      Larutan tembaga sulfat	Endapan biru pucat
4.      Campuran magnesium atau reagensia Mg(NO3)2	Endapan putih, tak larut dalam reagensia berlebihan
5.      Larutan cadmium asetat dan asam asetat encer	Tidak ada endapan
6.      Larutan zink sulfat	Endapan putih, larut dalam asam asetat encer