С такими мыслями молодой ученый пришел в лабораторию Бутлерова и не без смущения вступил в его кабинет. Приветливость ученого и простота в обращении рассеяли смущение. Александр Михайлович задал ряд вопросов, чтобы определить степень подготовки гостя, и закончил беседу согласием дать ему место и тему по органической химии, но тут же пожелал, чтобы новый ученик предварительно приготовил препарат — гликолевую кислоту. Кабинет Бутлерова представлял обыкновенную рабочую комнату химика с большим рабочим столом. На одной стороне стола работал он сам, а другую занимал тогдашний его ассистент, Михаил Дмитриевич Львов (1848–1899), который показал лабораторию и библиотеку, где новый ученик должен был отыскать статью о приготовлении препарата, отвел место и снабдил всем необходимым на первое время. В тот же день Коновалов мог начать работу.

С первых же дней будущий ученый понял, что нашел то, что ему было нужно. Он попал в превосходно организованную для исследования школу, в которой мог свободно наблюдать, как «делают» науку.

Бутлеровская лаборатория, весьма скромная по размерам, вмещала около десяти его учеников, среди которых работал и он сам. Среднюю комнату в два окна занимал Бутлеров со своим ассистентом. К этой комнате примыкали две комнаты для учеников. В третьей, небольшой, в одно окно, комнате помещались библиотека и весы, которыми пользовались и ученики и учитель. Каждый, проходивший в весовую и библиотеку, должен был пройти мимо места, где работал Александр Михайлович. Нередко он обращался к проходившему с вопросом или отвечал на его вопрос, иногда вступая с ним в беседу. Случалось, что рядом с Бутлеровым сидел какой-нибудь приезжий профессор-химик и между ними шла оживленная беседа. Все эти разговоры Бутлеров вел, не прерывая своей экспериментальной работы, артистически выполняя отдельные ее операции.

Эту способность великого ученого делать экспериментальную работу, ведя в то же время разговор, отмечают в своих воспоминаниях всег его ученики, одинаково ею поражаясь. Доступность учителя во время его работы приводила в восхищение начинающих учеников. Особенно поражало всех умение Бутлерова работать с малыми количествами вещества, когда он пользовался приборами своего изобретения, которые сооружал за паяльным столом, тщательно отделывая и подгоняя все части.

Умению обрабатывать стекло Бутлеров придавал большое значение. В свободную минуту он часто садился за паяльный стол и занимался выдуванием разных вещиц, чтобы не терять навыка в работе. В это время возле него обыкновенно собирался кружок работающих в лаборатории, с которыми он вел в то же время беседу. Иногда он приглашал в лабораторию стеклодува-профессионала и предлагал ему выделывать на лабораторном паяльном столе разные сложные приборы. Около стеклодува также собиралась группа зрителей из состава лаборатории. Пример учителя действовал заразительно на учеников. В лаборатории Бутлерова постоянно можно было видеть то того, то другого ученика, занятого выдуванием стекла. В этом искусстве некоторые из персонала лаборатории достигали большого совершенства.

В такой лабораторной обстановке начинающие ученые легко осваивались с новыми приемами работы по органической химии. Литературные справки с помощью ассистента они легко находили в библиотеке лаборатории. Когда Д. П. Коновалов, приготовив указанный ему препарат, явился за получением темы, Бутлеров после недолгого размышления предложил ему заняться изучением действия азотной кислоты на «изодибутилен» с целью выяснить, не образуются ли при этом настоящие нитросоединения. Бутлеров не забыл тут же заботливо обратить внимание ученика на возможность ожога кислотой вследствие взрыва во время реакции и советовал избегать работы с большими количествами. Он рекомендовал в то же время иметь под рукой водопроводный кран и научиться находить его с закрытыми глазами, чтобы иметь возможность немедленно в случае взрыва окатить голову сильной струей воды.

«Размышляя теперь о полученной мной теме, — писал впоследствии Д. П. Коновалов, — я нахожу, что она вполне соответствовала той цели, с которой я пришел в лабораторию. Чтобы приступить к изучению предложенной реакции, надо было пройти длинный путь приготовления изодибутилена — углеводорода, незадолго перед тем открытого, изученного и описанного А. М. в одной из его классических работ. Надо было выучиться новым для меня приемам работы с газами, запаиваемыми в стеклянных трубках, сжиженными охлаждением. Вся эта подготовительная работа явилась для меня отличной школой экспериментальной работы».

Насколько эта школа была хорошо организованной, можно судить по другому признанию Коновалова. Вспоминая о своей заграничной командировке, он говорит:

«Оказалось, что после бутлеровской лаборатории здесь учиться мне было нечему. Лабораторная техника у него была выше».

Через петербургскую лабораторию Бутлерова прошли многие русские химики, среди которых особую известность своими трудами, кроме Коновалова, Густавсона, Львова, приобрели Алексей Евграфович Фаворский, Иван Алексеевич Каблуков, Егор Егорович Вагнер, Вячеслав Евгеньевич Тищенко, Александр Иванович Горбов.

В те годы в России почти каждый начинающий химик мечтал начать свою самостоятельную научную деятельность под руководством Бутлерова.

Лучшей аттестацией для молодого ученого, желающего получить кафедру в университете, было звание «ученика Бутлерова», которым он гордился до последних дней своей жизни, как бы ни были велики его собственные заслуги.

Понадобилось немного времени для того, чтобы бутлеровское направление в химии, через его учеников, проникло во все русские центры химической науки.

Научно-организаторской, как и научно-исследовательской деятельностью круг жизненных интересов Бутлерова в эти годы, однако, не ограничивался.

Характеризуя развитие естествознания в России в шестидесятые годы прошлого века, К. А. Тимирязев говорил:

«То же пробуждение деятельности, которое проявилось в Петербургском университете, наблюдалось и в других. О казанской химической школе, даже опередившей Петербург, уже сказано. В шестидесятых годах она достигла высшего процветания, и деятельность Бутлерова стала достоянием европейской науки. В Харьковском университете H. H. Бекетов своими совершенно оригинальными работами из пограничной области химии и физики также обратил на себя внимание не одних только русских химиков. Только в Московском университете преподавание химии, как и большей части естествознания, почти до конца рассматриваемого периода не было поставлено на современную почву. Лавры Грановского не давали покоя, и выработался тип профессора в узком смысле слова, то-есть оратора на кафедре, но не исследователя в лаборатории, подающего пример молодому поколению и заботящегося о создании обстановки, необходимой для самостоятельного труда. Представителем этого типа был ученик Либиха, увлекавший своим красноречием, Лясковский. Другой ученик и друг Либиха, Ильенков, в только что открывшейся Петровской академии создал первую в Москве образцовую для своего времени рабочую лабораторию, между тем как лаборатория университета представляла картину полного разрушения и опустения. Только с появлением в Москве В. В. Марковникова Московский университет стал вторым после Петербурга центром химической деятельности».

«Но в течение рассматриваемого периода, — продолжает К. А. Тимирязев, — можно сказать, что почти вся деятельность русских химиков сосредоточилась в Петербурге. Зинин, Менделеев, Бутлеров, Бейльштейн, Бекетов, Меншуткин — едва ли какой европейский научный центр в ту эпоху мог выставить столько выдающихся деятелей по химии. Это выразилось в необыкновенно быстром развитии Русского химического общества с его органом «Журналом Русского химического общества» главным образом благодаря энергичной самоотверженной деятельности Н. А. Меншуткина, не щадившего на организацию совершенно нового дела ни своих сил, ни своего времени. И что достойно особенно уважения, все это было делом исключительно частного почина без всякого «воспособления» или «поощрения» «казны».