Menerapkan proses fisika dan proses kimia dalam industri phospat dan boron

ANION FOSFATFosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk pertumbuhan dan sumber energi.

Asam fosfat diperoleh dengan cara mereaksikan langsung batuan fosfat dengan asam sulfat pekat. Reaksi:Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) + 6 H2O → 3 CaSO4·2H2O(s) + H3PO4(aq)Jika ke dalam asam fosfat ditambahkan gerusan apatit, akan diperoleh pupuk dengan kadar fosfat yang tinggi disebut TSP (triple superfosfat).

 Ciri dan Sifat Fosfat

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

2. Fosfor bersifat sebagai zat padat3. Titik didih 280° C.4. Titik lebur 44.1° C5. Pada temperature 1.040° C mengalami

disosiasi

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.

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.

Pemanfaatan Fosfat

1. 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.

2. 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.

3. 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)

Penggunaan asam phospat

CaHPO4 yang digunakan sebagai zat pendingin untuk garam dan gula

NaH2PO4 yang digunakan dalam pengolahan air sebagai pengendap untuk kation logam.

Na3PO4 yang digunakan dalam sabun dan deterjen Ca [H2PO4] 2 yang digunakan bahan utama pupuk. Bahan pembersih lantai, Insektisida, Makanan hewan. Digunakan dalam semen gigi, Dalam penyusunan derivatif albumin, dan dalam gula tekstil

industri. Sebagai asam fruitlike penyedap dalam produk makanan.

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 detergent2. Sodium triotho phosphate   -----> pelembut air3. Tetra sodium pyro phosphate   ------> industri keramik.

BORON

Boron merupakan unsur non-logam dan merupakan satu-satunya non-logam dari kelompok 13 tabel periodik

unsur.

Proses pembuatan

Boron (B) tdk terlalu banyak diproduksi dlm laboratorium karena telah dpt diperoleh secara komersial. Secara umum,Boron (B) berasal dari tourmaline, borax [Na2B4O5(OH)4.8H2O], dan kernite [Na2B4O5(OH)4.2H2O]. Unsur ini susah diperoleh dalam bentuk murni karena titik lelehnya yang tinggi (2250 ˚C) dan sifat korosif cairannya. Ia dibuat dalam kemurnian 95 – 98% sebagai bubuk amorf dengan reduksi B2O3 dengan Mg, diikuti dengan pencucian produknya dengan larutan NaOH, HCl, dan HF.B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO

Sifat Kimia dan Fisika Boron

Boron merupakan unsur non-logam dan merupakan satu-satunya non-logam dari kelompok 13 tabel periodik unsur.

Boron berada dalam kondisi kekurangan elektron karena memiliki p-orbital kosong.

Unsur ini memiliki beberapa bentuk, dengan yang paling umum adalah boron amorf berwujud bubuk gelap, tidak reaktif terhadap oksigen, air, asam dan basa.

Boron bereaksi dengan logam untuk membentuk borida. Pada suhu kamar, boron adalah konduktor listrik yang

buruk tetapi merupakan konduktor yang baik pada suhu tinggi

Kegunaan Boron yang tidak murni digunakan pada pertunjukan kembang api untuk

memberikan warna hijau dan dalam roket sebagai pemicu. Senyawa boron yang paling komersial adalah Na2B4O75H2O. Pentrahidra ini digunakan dalam jumlah yang banyak dalam pembuatan serat gelas yang dijadikan insulasi (insulation fiberglass) dan pemutih sodium perborat (sodium perborate bleach).

Asam borik juga merupakan senyawa boron yang penting dan digunakan dalam produk tekstil. Senyawa-senyawa boron lainnya digunakan dalam pembuatan kaca borosilica dan dalam penyembuhan arthritis. 

Isotop boron-10 digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir, sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen-instrumen yang digunakan untuk mendeteksi netron. Boron nitrida memiliki sifat-sifat yang cemerlang karena ia sekeras berlian, dapat digunakan sebagai insulator listrik walau dapat menghantar panas seperti logam. Senyawa ini juga memiliki sifat lubrikasi seperti grafit. Boron hidrida dapat dengan mudah dioksidasi dan melepaskan banyak energi dan pernah digunakan sebagai bahan bakar roket. Penawaran terhadap filamen boron juga meningkat karena bahan ini kuat dan ringan dan digunakan sebagai struktur pesawat antariksa.

Contoh kegunaan Boron dalam kehidupan sehari-hari:Borax (Na2B4O7.10H2O) digunakan sebagai bahan pembersih (pemutih), kaca, keramik, pupuk, kertas dan cat.Asam boric (H3BO3) digunakan dalam bidang medis sebagai antiseptik dan astringent.Boron karbida (B4C) digunakan untuk membuat amplas.Digunakan untuk mendeteksi dan mengontrol jumlah neutron pada reaktor nuklir.

Dampak Lingkungan Boron

Boron terlepas ke lingkungan terutama akibat pelapukan senyawa boron.

Manusia menambahkan jumlah boron ke lingkungan melalui pabrik pembuatan kaca, pembakaran batubara, peleburan tembaga, dan melalui pupuk pertanian.

Eksposur boron melalui udara dan air minum memiliki kemungkinan sangat kecil, tetapi resiko paparan debu borat dari tempat kerja amat dimungkinkan.