FOSFOR DAN NITROGEN

Fosfor

Pengertian FosforFosfor adalah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens,unsur

kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk, Fosfor berupa berbagai jenis senyawalogam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4) yang dicampur dengan mangan. Unsur kimia fosforus dapat mengeluarkan cahaya dalam keadaan tertentu, tetapi fenomena ini bukan fosforesens, melainkankemiluminesens. Fosfor  merupakan unsur penting dalam  makhluk hidup.

Fosfat di perairan terdapat dalam keadaan terlarut, tersuspensi atau terikat dalam sel. Secara kimi dapat berupa senyawa ortofosfat (senyawa monomer seperti H2PO4

2–  dan PO4

3– ), polifosfat (senyawa polimer antara lain heksametafosfat (PO3)63–, pirofosfat P2O7

4–, tripolifosfat P3O10

5–) dan fosfat organik (terikat dalam bahan organik dan tidak larut).

Di dalam perairan terutama kolam, phosfat kedapatan dalam jumlah yang kecil yaitu antara 0,05

– 0,02 ppm dan phosfat mempunyai mobilatas yang sangat kecil, ini terjadi jika dasar perairan berupa

lumpur atau liat (karena akan terjerap/terikat/teradsorbsi)dan jika keadaan ini ditumpang oleh situasi

asam atau basa maka pospat tidak tersedia bagi alga karena segera terikat oleh Ca pada siuasi basa

menjadi Ca3(PO4)2 dan pada situasi asam akan menjadi Fe3(PO4)2 dan Al4(PO4). Sedangkan fungsi

pospat bagai alga antara lain :

      pembelahan sel

      penyusun lemak dan protein

      merupakan bagian dari inti sel

Pospat merupakan bentuk pospor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Karakteristik pospor

sangat berbeda dengan unsur-unsur utama lain yang merupakan penyusun biosfer karena unsur ini

tidak terdapat di atmosfer. Keberadaan pospor relatif sedikit dan mudah mengendap.

Macam-macam FosforFosfor dapat berada dalam empat bentuk atau lebih alotrop: putih (atau kuning), merah,

dan hitam (atau ungu). Yang paling umum adalah fosfor merah dan putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral. Fosfor putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi fosfor merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosfor putih juga dapat berada dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi -3,8°C. Fosfor merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170°C pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukan atau gesekan. Alotrop fosfor hitam

mempunyai struktur seperti grafit – atom-atom tersusun dalam lapisan-lapisan heksagonal yang menghantarkan listrik.

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 dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. 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.

Fosfor berasal terutama dari sedimen yang selanjutnya akan terinfiltrasi ke dalam air tanah dan akhirnya masuk ke dalam sistem perairan terbuka (sungai dan danau). Selain itu dapat berasal dari atmosfer dan bersamaan dengan curah hujan masuk kesumber sistem perairan. Siklus fosfat di perairan dan daratan dapat ditunjukan pada Gambar dibawah ini :

   

 Gambar. Siklus Fosfat yang Terdapat di Bumi

NITROGEN

Pengertian Nitrogen

Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah nitrogen).

Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah terbatas. Nitrogen

merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan

nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu : fiksasi nitrogen, mineralisasi,

nitrifikasi, denitrifikasi.

Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen

menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis

maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena

ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer

dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk

nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus

nitrogen global. Pembukaannya sudah cukup, sekarang kita menginjak ke detail proses daur / siklus

nitrogen.

Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang

mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini

dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen,

antara lain fiksasi nitrogen,mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.

Fungsi

Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen

utama dalam semua asam amino, yang nantinya dimasukkan ke dalam protein, tahu kan kalau

protein adalah zat yang sangat kita butuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis

pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas. Pada tumbuhan,

banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan

pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian

besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses

konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan untuk mengkonversi gas nitrogen

menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi

komponen penting dari produksi pangan. Kelimpahan atau kelangkaan dari bentuk "tetap" nitrogen,

(juga dikenal sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak makanan yang dapat tumbuh

pada sebidang tanah.

Siklus Nitrogen

Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium

(NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa organisme

hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus dibangun.

Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan

oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang

dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok

bersama untuk membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).

NitrogenNitrogen adalah gas tak bewarna dan tak berasa yang menempati 78.1% atmosfer (persen

volume). Nitrogen dihasilkan dalam jumlah besar bersama oksigen (bp -183.0o C) dengan

mencairkan udara (bp -194.1o C) dan diikuti proses memfraksionasi nitrogen (bp -195.8oC). Nitrogen

adalah gas inert di suhu kamar namun dikonversi menjadi senyawa nitrogen oleh proses fiksasi

biologis dan melalui sintesis menjadi amonia di industri. Sebab dari keinertannya adalah tingginya

energi ikatan rangkap tiga N≡N. Dua isotop nitrogen adalah 14N (99.634%) dan15N (0.366%).  Kedua

isotop ini aktif NMR.

FosforFosfor diproduksi dengan mereduksi kalsium fosfat, Ca3(PO4)2, dengan batuan kuarsa dan batu

bara. Alotrop fosfor meliputi fosfor putih, fosfor merah, dan fosfor hitam.

Fosfor putih adalah molekul dengan komposisi P4 (Gambar 4.7).  Fosfor putih memiliki titik leleh

rendah (mp 44.1o C) dan larut dalam benzen atau karbon disulfida. Karena fosfor putih piroforik dan

sangat beracun, fosfor putih harus ditangani dengan hati-hati.