Calvita

Calcium (kalsium) merupakan mineral yang memainkan peran penting dalam anatomi, fisiologi dan biokimia organisme dan sel, terutama dalam jalur transduksi sinyal. Lebih dari 500 protein manusia diketahui mengikat atau mengangkut kalsium. Kerangka bertindak sebagai tempat penyimpanan mineral utama untuk unsur tersebut dan melepaskan ion Ca2+ ke dalam aliran darah dalam kondisi yang terkendali.

Kalsium yang bersirkulasi baik dalam bentuk bebas, terionisasi atau terikat pada protein darah seperti albumin serum. Hormon paratiroid (disekresi dari kelenjar paratiroid) mengatur resorpsi Ca2+ dari tulang. Kalsitonin merangsang masuknya kalsium ke dalam tulang, meskipun proses ini sebagian besar tidak bergantung pada kalsitonin. Meskipun aliran kalsium ke dan dari tulang adalah netral, sekitar 5 mmol diberikan dalam sehari. Tulang berfungsi sebagai tempat penyimpanan kalsium yang penting, karena mengandung 99% dari total kalsium tubuh. Asupan kalsium yang rendah juga dapat menjadi faktor risiko dalam perkembangan osteoporosis.

Bentuk kalsium yang paling baik diserap dari pil adalah garam kalsium seperti karbonat atau fosfat. Kalsium glukonat dan kalsium laktat diserap dengan baik oleh ibu hamil. Lansia menyerap kalsium laktat, glukonat, dan sitrat lebih baik kecuali mereka mengonsumsi suplemen kalsium dengan sarapan lengkap.

Asupan kalsium yang direkomendasikan saat ini adalah 1.500 miligram per hari untuk wanita yang tidak mengonsumsi estrogen dan 800 miligram per hari untuk wanita yang menggunakan estrogen. Ada hampir 300 miligram kalsium dalam satu cangkir susu cair. Kalsium karbonat saat ini merupakan bentuk suplemen kalsium terbaik dan paling murah yang tersedia. Ginjal mengekskresikan 250 mmol sehari dalam urin, dan meresorbsi 245 mmol, menyebabkan kehilangan bersih dalam urin sebesar 5 mmol/hari.

Phosphorus (fosfor) adalah merupakan suatu unsur kimia yang memiliki simbol P dan nomor atom 15. Nonlogam multivalen dari gugus nitrogen, fosfor umumnya ditemukan dalam batuan fosfat anorganik.

Karena reaktivitasnya yang tinggi, fosfor tidak pernah ditemukan sebagai unsur bebas di alam. Salah satu bentuk fosfor (fosfor putih) memancarkan cahaya redup saat terpapar oksigen (karenanya berasal dari bahasa Yunani dan bahasa Latin 'pembawa cahaya', yang berarti planet Venus sebagai Hesperus atau "Bintang Fajar").

Fosfor adalah komponen DNA dan RNA dan elemen penting untuk semua sel hidup. Penggunaan komersial yang paling penting dari bahan kimia berbasis fosfor adalah produksi pupuk.

Senyawa fosfor juga banyak digunakan dalam bahan peledak, agen saraf, korek api gesekan, kembang api, pestisida, pasta gigi, dan deterjen.

Fosfor adalah elemen kunci dalam semua bentuk kehidupan yang diketahui. Fosfor anorganik dalam bentuk fosfat PO43- memainkan peran utama dalam molekul biologis seperti DNA dan RNA di mana ia merupakan bagian dari kerangka struktural molekul ini. Sel hidup juga menggunakan fosfat untuk mengangkut energi seluler melalui adenosin trifosfat (ATP). Hampir setiap proses seluler yang menggunakan energi memperolehnya dalam bentuk ATP. ATP juga penting untuk fosforilasi, peristiwa pengaturan kunci dalam sel. Fosfolipid adalah komponen struktural utama dari semua membran sel. Garam kalsium fosfat membantu tulang menjadi kaku.

Rata-rata manusia dewasa mengandung sedikit kurang dari 1 kg fosfor, sekitar 85% terdapat dalam tulang dan gigi dalam bentuk apatit, dan sisanya di dalam sel dalam jaringan lunak. Orang dewasa yang cukup makan di dunia industri mengkonsumsi dan mengeluarkan sekitar 1-3 g fosfor per hari dalam bentuk fosfat. Hanya sekitar 0,1% fosfat tubuh yang bersirkulasi dalam darah, tetapi jumlah ini mencerminkan jumlah fosfat yang tersedia untuk sel-sel jaringan lunak.

Dalam kedokteran, sindrom fosfat rendah disebabkan oleh malnutrisi, kegagalan menyerap fosfat, dan sindrom metabolik yang menarik fosfat dari darah atau membuangnya terlalu banyak ke dalam urin. Semua ditandai dengan hipofosfatemia (lihat artikel untuk rincian medis). Gejala fosfat rendah termasuk disfungsi otot dan neurologis, dan gangguan otot dan sel darah karena kekurangan ATP.

Fosfor adalah makromineral penting bagi tanaman, yang dipelajari secara ekstensif dalam konservasi tanah untuk memahami serapan tanaman dari sistem tanah. Dalam istilah ekologi, fosfor sering menjadi nutrisi pembatas di banyak lingkungan; yaitu ketersediaan fosfor mengatur laju pertumbuhan banyak organisme. Dalam ekosistem kelebihan fosfor dapat menjadi masalah, terutama dalam sistem perairan, lihat eutrofikasi dan ganggang mekar.

Sejarah

Fosfor (Fosfor Yunani adalah nama kuno untuk planet Venus, tetapi dalam mitologi Yunani, Hesperus dan Eosphorus dapat disalahartikan dengan Fosfor) ditemukan oleh alkemis Jerman Hennig Brand pada tahun 1669 melalui preparasi dari urin, yang mengandung sejumlah besar fosfat terlarut dari metabolisme biasa. Bekerja di Hamburg, Brand berusaha menyaring beberapa garam dengan menguapkan urin, dan dalam prosesnya menghasilkan bahan putih yang bersinar dalam gelap dan terbakar dengan cemerlang. Sejak saat itu, pendar telah digunakan untuk menggambarkan zat yang bersinar dalam gelap tanpa terbakar.

Fosfor pertama kali dibuat secara komersial, untuk industri korek api, pada abad ke-19, dengan menyaring uap fosfor dari endapan fosfat yang dipanaskan dalam retort. Fosfat yang diendapkan dibuat dari tulang giling yang telah dihilangkan lemaknya dan diolah dengan asam kuat. Proses ini menjadi usang pada akhir 1890-an ketika tungku busur listrik diadaptasi untuk mereduksi batuan fosfat.

Pertandingan awal menggunakan fosfor putih dalam komposisinya, yang berbahaya karena toksisitasnya. Pembunuhan, bunuh diri dan keracunan yang tidak disengaja dihasilkan dari penggunaannya. (Sebuah kisah apokrif menceritakan tentang seorang wanita yang mencoba membunuh suaminya dengan fosfor putih dalam makanannya, yang terdeteksi oleh rebusan yang mengeluarkan uap bercahaya). Selain itu, paparan uap membuat pekerja korek api mengalami nekrosis pada tulang rahang, "rahang palsu" yang terkenal. Ketika proses yang aman untuk pembuatan fosfor merah ditemukan, dengan sifat mudah terbakar dan toksisitas yang jauh lebih rendah, undang-undang diberlakukan, di bawah Konvensi Berne, yang mengharuskan penerapannya sebagai alternatif yang lebih aman untuk pembuatan korek api.

Metode tungku listrik memungkinkan produksi meningkat ke titik di mana fosfor dapat digunakan dalam senjata perang. Dalam Perang Dunia I itu digunakan dalam pembakar, layar asap dan peluru pelacak. Peluru pembakar khusus dikembangkan untuk menembak Zeppelin berisi hidrogen di Inggris (hidrogen sangat mudah terbakar jika dapat dinyalakan). Selama Perang Dunia II, bom molotov dari benzena dan fosfor didistribusikan di Inggris kepada warga sipil yang dipilih secara khusus di dalam operasi perlawanan Inggris, untuk pertahanan; dan bom pembakar fosfor digunakan dalam perang dalam skala besar. Fosfor yang terbakar sulit dipadamkan dan jika terciprat ke kulit manusia, efeknya mengerikan (lihat tindakan pencegahan di bawah). Orang-orang yang tercakup di dalamnya diketahui bunuh diri karena siksaan.

Saat ini produksi fosfor lebih besar dari sebelumnya. Ini digunakan sebagai prekursor untuk berbagai bahan kimia, khususnya herbisida glifosat yang dijual dengan merek Roundup. Produksi fosfor putih terjadi di fasilitas besar dan diangkut dipanaskan dalam bentuk cair. Beberapa kecelakaan besar telah terjadi selama transportasi, kereta tergelincir di Brownston, Nebraska dan Miamisburg, Ohio menyebabkan kebakaran besar. Kecelakaan terburuk belakangan ini adalah kecelakaan lingkungan pada tahun 1968 ketika fosfor tumpah ke laut dari sebuah pabrik di Teluk Placentia, Newfoundland.

Penemuan dan pembentukan

Karena reaktivitasnya dengan udara dan banyak zat yang mengandung oksigen lainnya, fosfor tidak ditemukan bebas di alam tetapi didistribusikan secara luas di banyak mineral yang berbeda.

Batuan fosfat, yang sebagian terbuat dari apatit (mineral tri-kalsium fosfat yang tidak murni), merupakan sumber komersial penting dari elemen ini. Deposit besar apatit terletak di Cina, Rusia, Maroko, Florida, Idaho, Tennessee, Utah, dan di tempat lain. Albright dan Wilson di Inggris dan pabrik Air Terjun Niagara mereka, misalnya, menggunakan batuan fosfat pada tahun 1890-an dan 1900-an dari Connetable, Tennessee dan Florida; pada tahun 1950 mereka menggunakan batuan fosfat terutama dari Tennessee dan Afrika Utara. Pada awal 1990-an bisnis asam fosfat basah Albright dan Wilson dipengaruhi oleh penjualan batuan fosfat oleh China dan masuknya pemasok fosfat Maroko lama mereka ke dalam bisnis asam fosfat basah murni.

Pada tingkat konsumsi saat ini, pasokan fosfor diperkirakan akan habis dalam 345 tahun.

Tindakan pencegahan

Senyawa organik fosfor membentuk kelas bahan yang luas, beberapa di antaranya sangat beracun. Ester fluorofosfat adalah salah satu neurotoksin paling kuat yang diketahui. Berbagai macam senyawa organofosfat digunakan karena toksisitasnya terhadap organisme tertentu sebagai pestisida (herbisida, insektisida, fungisida, dll.) dan sebagai senjata sebagai agen saraf. Kebanyakan fosfat anorganik relatif tidak beracun dan nutrisi penting. Untuk efek merugikan lingkungan dari fosfat lihat eutrofikasi dan ganggang mekar.

Alotrop fosfor putih harus disimpan di bawah air setiap saat karena menimbulkan bahaya kebakaran yang signifikan karena reaktivitasnya yang ekstrem dengan oksigen atmosfer, dan hanya boleh dimanipulasi dengan forsep karena kontak dengan kulit dapat menyebabkan luka bakar yang parah. Keracunan fosfor putih kronis menyebabkan nekrosis rahang yang disebut "rahang phossy". Menelan fosfor putih dapat menyebabkan kondisi medis yang dikenal sebagai "Smoking Stool Syndrome".

Ketika bentuk putih terkena sinar matahari atau ketika dipanaskan dalam uapnya sendiri hingga 250 ° C, ia diubah menjadi bentuk merah, yang tidak berfosfor di udara. Alotrop merah tidak menyala secara spontan di udara dan tidak berbahaya seperti bentuk putih. Namun demikian, ini harus ditangani dengan hati-hati karena berubah menjadi fosfor putih dalam beberapa rentang suhu dan juga mengeluarkan asap yang sangat beracun yang terdiri dari fosfor oksida ketika dipanaskan.

Setelah terpapar unsur fosfor, di masa lalu disarankan untuk mencuci daerah yang terkena dengan larutan tembaga sulfat 2% untuk membentuk senyawa tidak berbahaya yang dapat dibersihkan. Menurut Perawatan Korban Agen Kimia dan Cedera Kimia Militer Konvensional Angkatan Laut AS baru-baru ini: FM8-285: Bagian 2 Cedera Kimia Militer Konvensional, "Cupric (tembaga(II)) sulfat telah digunakan oleh personel AS di masa lalu dan masih digunakan digunakan oleh beberapa negara. Namun, tembaga sulfat beracun dan penggunaannya akan dihentikan. Tembaga sulfat dapat menyebabkan toksisitas ginjal dan otak serta hemolisis intravaskular."

Manual menyarankan sebagai gantinya "larutan bikarbonat untuk menetralkan asam fosfat, yang kemudian akan memungkinkan penghilangan WP yang terlihat. Partikel sering dapat ditemukan dengan emisi asapnya ketika udara menyerang mereka, atau dengan pendarnya dalam gelap. Di lingkungan yang gelap, fragmen terlihat sebagai bintik-bintik bercahaya." Kemudian, "Segera debridement luka bakar jika kondisi pasien memungkinkan pengangkatan bagian WP yang mungkin diserap kemudian dan mungkin menyebabkan keracunan sistemik. Jangan mengoleskan salep berbahan dasar minyak sampai yakin bahwa semua WP telah dihilangkan. Setelah penghapusan lengkap partikel, memperlakukan lesi sebagai luka bakar termal." Karena fosfor putih mudah bercampur dengan minyak, zat berminyak atau salep apa pun tidak disarankan sampai area tersebut dibersihkan secara menyeluruh dan semua fosfor putih dihilangkan.