Obical

Calcium carbonate (kalsium karbonat) adalah senyawa kimia, dengan rumus kimia CaCO3. Ini adalah zat yang umum ditemukan sebagai batu di semua bagian dunia, dan merupakan komponen utama dari cangkang organisme laut, siput, dan kulit telur. Kalsium karbonat adalah bahan aktif dalam kapur pertanian, dan biasanya merupakan penyebab utama air sadah. Hal ini umumnya digunakan sebagai obat suplemen kalsium atau sebagai antasida.

Penemuan di alam

Kalsium karbonat ditemukan secara alami sebagai mineral dan batuan berikut:

• Aragonit
• Kalsit
• Vaterit atau (μ-CaCO3)
• Kapur
• Batu kapur
• Marmer
• Travertine

Untuk menguji apakah suatu mineral atau batuan mengandung kalsium karbonat, asam kuat, seperti asam klorida, dapat ditambahkan ke dalamnya. Jika sampel mengandung kalsium karbonat, sampel akan mendesis dan menghasilkan karbon dioksida dan air. Asam lemah seperti asam asetat akan bereaksi, meskipun kurang kuat. Semua batuan/mineral tersebut di atas akan bereaksi dengan asam.

Sifat kimia

Kalsium karbonat berbagi sifat khas karbonat lainnya. Terutama:

bereaksi dengan asam kuat, melepaskan karbon dioksida:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Ia melepaskan karbon dioksida pada pemanasan (sampai di atas 840 °C dalam kasus CaCO3), untuk membentuk kalsium oksida, biasa disebut kapur:

CaCO3 → CaO + CO2

Kalsium karbonat akan bereaksi dengan air yang jenuh dengan karbon dioksida membentuk kalsium bikarbonat yang larut.

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Reaksi ini penting dalam erosi batuan karbonat, membentuk gua-gua, dan menyebabkan air sadah di banyak daerah.

Sebagian besar kalsium karbonat yang digunakan dalam industri diekstraksi dengan pertambangan atau penggalian. Kalsium karbonat murni (misalnya untuk makanan atau penggunaan farmasi), dapat diproduksi dari sumber galian murni (biasanya marmer).

Sebagai alternatif, kalsium oksida dibuat dengan mengkalsinasi kalsium karbonat mentah. Air ditambahkan untuk memberikan kalsium hidroksida, dan karbon dioksida dilewatkan melalui larutan ini untuk mengendapkan kalsium karbonat yang diinginkan, yang disebut dalam industri sebagai kalsium karbonat yang diendapkan (PCC):

CaCO3 → CaO + CO2
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Penggunaan dalam dunia industri

Kegunaan utama kalsium karbonat adalah dalam industri konstruksi, baik sebagai bahan bangunan sendiri (misalnya marmer) atau agregat batu kapur untuk pembangunan jalan atau sebagai bahan semen atau sebagai bahan awal untuk pembuatan kapur pembangun dengan cara dibakar di sebuah tempat pembakaran.

Kalsium karbonat juga digunakan dalam pemurnian besi dari bijih besi dalam tanur tinggi. Kalsium karbonat dikalsinasi in situ untuk menghasilkan kalsium oksida, yang membentuk terak dengan berbagai pengotor yang ada, dan terpisah dari besi yang dimurnikan.

Kalsium karbonat banyak digunakan sebagai pemanjang dalam cat, khususnya cat emulsi matte di mana biasanya 30% berat cat adalah kapur atau marmer.

Kalsium karbonat juga banyak digunakan sebagai bahan pengisi dalam plastik. Beberapa contoh tipikal termasuk sekitar 15 hingga 20% pemuatan kapur di pipa saluran uPVC, 5 hingga 15% pemuatan kapur atau marmer berlapis stearat di profil jendela uPVC. Kalsium karbonat yang digiling halus adalah bahan penting dalam film mikropori yang digunakan pada popok bayi dan beberapa lapisan film bangunan karena pori-pori berinti di sekitar partikel kalsium karbonat selama pembuatan film dengan peregangan biaksial.

Kalsium karbonat juga digunakan dalam berbagai perdagangan dan perekat DIY, sealant, dan pengisi dekorasi. Perekat ubin keramik biasanya mengandung 70 hingga 80% batu kapur. Pengisi retak dekorasi mengandung tingkat marmer atau dolomit yang serupa. Itu juga dicampur dengan dempul dalam pengaturan jendela kaca patri, dan sebagai penahan untuk mencegah kaca menempel ke rak kiln saat menembakkan glasir dan cat pada suhu tinggi.

Kalsium karbonat dikenal sebagai kapur sirih dalam aplikasi keramik / kaca, di mana ia digunakan sebagai bahan umum untuk banyak glasir dalam bentuk bubuk putihnya. Ketika glasir yang mengandung bahan ini dibakar dalam kiln, kapur sirih bertindak sebagai bahan fluks dalam glasir.

Di Amerika Utara, kalsium karbonat mulai menggantikan kaolin dalam produksi kertas glossy. Eropa telah mempraktikkan ini sebagai pembuatan kertas alkali atau pembuatan kertas bebas asam selama beberapa dekade. Karbonat tersedia dalam bentuk: kalsium karbonat tanah (GCC) atau kalsium karbonat yang diendapkan (PCC). Yang terakhir ini memiliki ukuran partikel yang sangat halus dan terkontrol, dengan diameter sekitar 2 mikrometer, berguna untuk pelapis kertas.

Digunakan di kolam renang sebagai korektor pH untuk mempertahankan "penyangga" alkalinitas untuk mengimbangi sifat asam dari agen desinfektan.

Ini biasa disebut kapur karena telah menjadi komponen utama kapur papan tulis. Kapur dapat terdiri dari kalsium karbonat atau gipsum, kalsium sulfat terhidrasi CaSO4·2H2O.

Penggunaan pada dunia kesehatan

Kalsium karbonat banyak digunakan secara medis sebagai suplemen kalsium atau antasida yang murah. Ini dapat digunakan sebagai pengikat fosfat untuk pengobatan hiperfosfatemia (terutama pada pasien dengan gagal ginjal kronis) ketika lantanum karbonat tidak diresepkan. Ini juga digunakan dalam industri farmasi sebagai pengisi inert untuk tablet dan obat-obatan lainnya.

Sebagai bahan tambahan makanan, digunakan dalam beberapa produk susu kedelai sebagai sumber kalsium makanan; satu studi menyimpulkan bahwa kalsium karbonat tersedia secara hayati seperti susu sapi biasa.

Penggunaan untuk kepentingan ekologis

Pada tahun 1989, seorang peneliti, Ken Simmons, memperkenalkan CaCO3 ke dalam Whetstone Brook di Massachusetts. Harapannya adalah kalsium karbonat akan melawan asam dalam aliran dari hujan asam dan menyelamatkan ikan trout yang berhenti bertelur. Meskipun eksperimennya berhasil, hal itu meningkatkan jumlah ion aluminium di area sungai yang tidak diolah dengan batu kapur. Hal ini menunjukkan bahwa CaCO3 dapat ditambahkan untuk menetralisir efek hujan asam pada ekosistem sungai. Saat ini kalsium karbonat digunakan untuk menetralkan kondisi asam baik di tanah maupun air.

Magnesium adalah suatu mineral penting untuk banyak proses biokimia dan itu cukup umum pada manusia. Sebagian besar magnesium disimpan di tulang (>50%), sedangkan sisanya disimpan di otot, jaringan lunak, sel darah merah, dan serum. Ini secara fungsional penting karena tulang berperilaku sebagai reservoir pertukaran magnesium dan membantu menjaga kadar magnesium yang sehat.

Magnesium memainkan peran penting dalam pengaturan beberapa proses tubuh termasuk tekanan darah, metabolisme insulin, kontraksi otot, tonus vasomotor, rangsangan jantung, transmisi saraf dan konduksi neuromuskular. Gangguan kadar homeostatik magnesium (seringkali hipomagnesemia) dapat berdampak pada sistem saraf, otot, atau dapat menyebabkan kelainan jantung.

Magnesium merupakan kofaktor untuk setidaknya 300 enzim dan penting untuk beberapa fungsi dalam tubuh dengan beberapa proses kunci yang diidentifikasi di bawah ini. Enzim yang mengandalkan magnesium untuk beroperasi membantu menghasilkan energi melalui fosforilasi oksidatif, glikolisis, dan metabolisme ATP. Mereka juga terlibat dalam fungsi saraf, kontraksi otot, kontrol glukosa darah, pengikatan reseptor hormon, sintesis protein, rangsangan jantung, kontrol tekanan darah, saluran kalsium dan fluks ion transmembran.

Ruang intraseluler mitokondria kaya akan magnesium, karena diperlukan untuk menghasilkan bentuk aktif ATP (adenosine triphosphate) dari ADP (adenosine diphosphate) dan fosfat anorganik, dan bertindak sebagai ion lawan untuk molekul yang kaya energi. Selain itu, magnesium sangat penting untuk metabolisme ATP.

Penyerapan

Sekitar 24-76% magnesium yang dicerna diserap di saluran pencernaan, terutama melalui penyerapan paraseluler pasif di usus kecil.

Rute Eliminasi

Sebagian besar magnesium diekskresikan melalui ginjal.

Volume Distribusi

Menurut tinjauan farmakokinetik, volume distribusi magnesium sulfat ketika digunakan untuk mengelola pasien dengan pre-eklampsia dan eklampsia berkisar antara 13,65 hingga 49,00 L.

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.