Fosfat adalah salah satu dari berbagai macam senyawa kimia yang mengandung fosfor, mineral yang terbentuk secara alami, terikat bersama dengan oksigen. Istilah ini digunakan baik dalam kimia anorganik dan kimia organik. Dalam kimia anorganik, ion fosfat menggabungkan satu atom fosfor dengan tiga atau empat atom oksigen, membentuk dasar untuk banyak garam yang berbeda. Dalam kimia organik, fosfat adalah ester, di mana hidrogen dalam gugus karboksil senyawa diganti dengan gugus hidrokarbon.
Molekul fosfat biasanya ditemukan dalam kombinasi dengan unsur-unsur lain, seperti kalsium, natrium, kalium, dan aluminium. Fosfat anorganik yang terjadi secara alami ditemukan di hampir setiap makhluk hidup, dan fosfat sintetik digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk produk pembersih dan pemanggangan, serta pupuk.
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 organism.
Jenis
Menurut Forum Fosfat Amerika, fosfat jatuh ke dalam tiga kelompok utama: ortofosfat, pirofosfat, dan polifosfat, di mana tripolifosfat adalah satu subkelompok. Kategori mengacu pada jumlah unit fosfat yang dihubungkan bersama dalam molekul.
Ortofosfat adalah bentuk paling sederhana dari fosfat dan kadang-kadang disebut asam monofosfat. Dalam bentuk ini, tiga atom hidrogen terikat pada atom oksigen dalam struktur fosfat. Bentuk fosfat yang paling sederhana ini sangat umum digunakan dalam deterjen.
Pirofosfat, juga kadang-kadang disebut difosfat, dan kadang-kadang dianggap sebagai satu jenis polifosfat. Pirofosfat pada awalnya dibentuk dengan memanaskan senyawa fosfat, yang menciptakan bentuk fosfat dengan kelarutan yang baik. Pirofosfat sering digunakan dalam aditif makanan tetapi juga ditemukan di pembersih rumah tangga.
Polifosfat adalah senyawa apa pun di mana dua atau lebih unit fosfat individu memiliki atom oksigen yang sama. Satu jenis, tripolifosfat, terdiri dari tiga unit fosfat PO4 tetrahedral yang dihubungkan bersama dengan berbagi pusat oksigen. Polifosfat juga biasa ditemukan di pembersih rumah tangga.
Sumber Fosfat
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
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.
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.
Kegunaan Fosfat dalam Produk Pembersih
Ada beberapa jenis fosfat, tetapi ini adalah fosfat yang paling sering ditemukan dalam produk pembersih:
- Natrium Tripolifosfat (STPP): Bentuk fosfat ini sering digunakan dalam deterjen dan digunakan dalam cucian.
- Tetrasodium pirofosfat (TKPP). Jenis fosfat digunakan dalam produk khusus, seperti pembersih perak, deterjen dan produk pembersih dalam bentuk cair untuk aplikasi industri. Menurut Basis Data Produk Rumah Tangga Layanan Kesehatan Manusia Departemen AS, bahan kimia ini juga dinamai kalium pirofosfat, asam difosfat, garam tetrapotassium, dan tetrapotassium pirofosfat.
- Trisodium fosfat (TSP), Tetra-Sodium dan Potassium Pyrophosphate, Sodium Potassium Pyrophosphate: Ini adalah fosfat yang digunakan dalam produk pembersih dengan tugas yang berat.
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
Penggunaan Fosfat dalam Pembersihan
Fosfat digunakan dalam deterjen otomatis dan deterjen cucian untuk membantu melembutkan air dan menghilangkan tanah, minyak, dan lemak. Mereka juga membantu mencegah bercak dan penumpukan film dalam deterjen otomatis. Karena kemampuan mereka untuk memotong buih sabun dan penumpukan mineral, mereka kadang-kadang digunakan dalam produk pembersih ubin dan porselen. Selain itu, fosfat dapat digunakan dalam pembersih khusus, seperti pembersih beton.
Penggunaan lainnya
Selain produk pembersih, fosfat memiliki sejumlah kegunaan lain yang memusingkan. Mereka dapat ditemukan dalam cat dan pelapis berbasis air, poles logam, penghambat api, makanan olahan, produk perawatan pribadi, produk farmasi, dan banyak lagi. Misalnya, STPP digunakan untuk menjaga kelembapan dan rasa pada udang.
Industri Fosfat Hari Ini
- Mineral fosfat ditambang dan diproses lebih lanjut menjadi asam fosfat yang digunakan untuk menghasilkan berbagai produk.
- Sebagian besar fosfat yang ditambang – lebih dari 85% – digunakan untuk memproduksi pupuk fosfat. 5% lainnya digunakan untuk membuat suplemen pakan ternak.
- Sisa-sisa fosfat digunakan dalam pembuatan berbagai makanan dan produk khusus seperti minuman ringan, pasta gigi, dan agen ragi; dan dalam aplikasi industri seperti deterjen, pestisida, pelapis logam, dan pelunak air.
- Permintaan global akan pupuk fosfat menyebabkan peningkatan besar dalam produksi fosfat selama paruh kedua abad ke-20.
- Permintaan jangka panjang untuk pupuk fosfat tumbuh sekitar 2% per tahun, didorong oleh pertumbuhan populasi, peningkatan makanan dan permintaan bahan bakar nabati.
- Nilai pasar total semua produk fosfat diperkirakan> $ 30 miliar.
kegunaan Fosfat
Masalah Kesehatan dan Lingkungan
Fosfat terjadi secara alami dalam makanan tertentu, tetapi ketika ditambahkan ke makanan olahan mereka dapat memiliki efek kesehatan yang serius jika dikonsumsi dalam jumlah besar. Aditif makanan fosfat telah terbukti merangsang perkembangan kanker paru-paru. Kandungan fosfat yang tinggi dalam makanan olahan juga dapat mempengaruhi fungsi ginjal dan kardiovaskuler.
Ketika fosfat digunakan dalam produk pembersih, mereka juga dapat menyebabkan masalah kesehatan. Pegawai rumah tangga di perusahaan medis New York melaporkan pengurangan gejala, seperti ruam, pusing, dan tenggorokan gatal, begitu mereka mulai menggunakan produk pembersih bebas fosfat.
Di lingkungan, sejumlah besar fosfat yang mengalir ke persediaan air meningkatkan pertumbuhan ganggang dan mengurangi oksigen yang tersedia untuk ikan dan tanaman di sungai dan danau.
Peraturan
Ketika fosfat digunakan dalam makanan, perawatan pribadi, dan sediaan farmasi, mereka dipantau oleh Badan Pengawasan Obat dan Makanan AS (FDA). Untuk kegunaan lain, seperti produk pembersih, mereka dipantau oleh Environmental Protection Agency (EPA).
Fosfat telah dilarang untuk digunakan dalam deterjen binatu di AS sejak 1990-an dan mungkin segera dilarang di Eropa juga. Sehubungan dengan deterjen cawan otomatis, fosfat juga telah dilarang di beberapa negara bagian A.S., tetapi masih diperbolehkan dalam produk pembersih institusional.
