Putih Fosfor

1.Sifat Kimia dan Fisik

1.1 Identitas Kimia

• Nama Kimia: Fosfor Putih (juga dikenal sebagai Fosfor Kuning)
• Rumus Molekul: P₄
• Berat Molekul: 123.895 g/mol
• CAS Nomor: 7723-14-0
• Struktur: Susunan tetrahedral dari empat atom fosfor dengan tegangan cincin yang signifikan, menjadikannya sangat tidak stabil dan reaktif

1.2 Sifat Fisik

• Penampilan: Padatan lilin tembus pandang yang berkisar dari putih hingga kuning pucat
• Bau: Bau khas mirip bawang putih atau bau tajam
• Titik Lebur: 44.15°C (111.47°F)
• Titik Didih: 280.5°C (536.9°F)
• Kepadatan: 1.823 g/cm³ pada 20°C
• Kelarutan:
  • Tidak larut dalam air
  • Larut dalam karbon disulfida, benzena, dan pelarut organik non-polar lainnya
• Tekanan Uap: 0.0254 mmHg pada 25°C

1.3 Sifat Kimia Unik

• Pyrofisitas:
  • Menyala dengan sendirinya di udara pada suhu di atas 30°C (86°F)
• Kemiluminesensi:
  • Mengeluarkan cahaya hijau-putih samar dalam gelap akibat oksidasi lambat
• Reaktivitas Tinggi:
  • Bereaksi dengan hebat dengan agen pengoksidasi dan halogen
• Allotropisme:
  • Dapat berubah menjadi fosfor merah yang lebih stabil pada suhu tinggi

2.Teknologi Produksi

2.1 Proses Tungku Listrik

• Bahan Baku:
  • Batu fosfat (fluorapatit: Ca₅(PO₄)₃F)
  • Kokas atau kokas minyak bumi (sumber karbon)
  • Pasir silika (SiO₂)
• Langkah Proses:
  • Pemberian: Bahan baku terus menerus dimasukkan ke dalam tungku busur listrik
  • Pemanasan: Campuran dipanaskan hingga 1200-1500°C menggunakan pemanasan busur listrik
  • Reduksi: Karbon mengurangi fosfat menjadi fosfor elemental
  • Pembentukan Slag: Silika bergabung dengan kalsium untuk membentuk slag silikat kalsium
  • Pengumpulan Uap: Uap fosfor dikumpulkan dan dikondensasi di bawah air
• Reaksi Kimia:
  • Utama: 2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 10C → P₄ + 6CaSiO₃ + 10CO
  • Sekunder: Ca₅(PO₄)₃F + 9SiO₂ + 15C → 3P₄ + 9CaSiO₃ + CaF₂ + 15CO

2.2 Metode Produksi Alternatif

• Proses Basah:
  • Metode historis menggunakan perlakuan asam sulfat pada batuan fosfat
• Tungku Tiup:
  • Metode yang kurang umum menggunakan tungku tiup berbahan bakar kokas
• Mikrogelombang-Bantuan:
  • Teknologi baru untuk produksi skala kecil

3.Aplikasi dan Penggunaan

3.1 Aplikasi Industri

• Produksi Asam Fosforik: Penggunaan utama untuk memproduksi asam fosforik termal berkualitas tinggi
  • Aplikasi makanan (minuman ringan, makanan olahan)
  • Intermediat farmasi
  • Bahan kimia berkualitas elektronik
• Intermediat Kimia:
  • Triklorida fosfor (PCl₃) untuk produksi pestisida
  • Pentaklorida fosfor (PCl₅) untuk sintesis farmasi
  • Pentasulfida fosfor (P₂S₅) untuk aditif pelumas
• Bahan Kimia Khusus:
  • Penghambat api
  • Plastikizer
  • Bahan kimia perawatan logam

3.2 Aplikasi Militer

• Generasi Asap:
  • Penggunaan militer utama untuk menciptakan layar asap yang menyamarkan
• Efek Pembakar:
  • Digunakan dalam peluru dan granat untuk menyalakan target
• Penandaan dan Penerangan:
  • Peluru penjejak dan penerangan medan perang
• Anti-Material:
  • Penghancuran peralatan dan amunisi

4.Analisis Pasar

4.1 Dinamika Pasar

• Penggerak Permintaan:
  • Industri makanan yang berkembang membutuhkan asam fosforik
  • Sektor farmasi yang berkembang
  • Produksi bahan kimia pertanian
• Keterbatasan Pasokan:
  • Biaya energi tinggi untuk operasi tungku listrik
  • Regulasi lingkungan
  • Persyaratan keselamatan dan penanganan
• Tren Harga:
  • Volatil karena biaya energi dan perubahan regulasi