Предоставленный в пансионе самому себе, мальчик, привыкший к самостоятельности, с увлечением погрузился в доступные ему развлечения. Как раз в это время Казанский университет, руководимый Лобачевским, обзавелся новой химической лабораторией. Эта лаборатория, предоставив материальную базу для экспериментов и научно-исследовательских работ по химии, подняла химию в Казанском университете на ту высоту, которая впоследствии создала ему славу «колыбели русской химии».
У маленького Бутлерова, как у всех барчат, был дядька. Мальчик не имел понятия о химии, но любил фейерверки и ему нравилась химическая посуда. Вещества и посуду, нужные для приготовления фейерверков, дядька доставлял ему без труда, и ребенок с увлечением предавался опытам. Он мешал серу, селитру, — уголь и получал порох; он растворял в колбе медный купорос и, опуская в голубую жидкость железный гвоздь, видел, как тог покрывался медью. Мальчика не интересовали практические результаты чудес, им совершаемых. Его воображение занимал процесс превращения веществ.
К этому периоду жизни Бутлерова относится интересный эпизод, рассказанный впоследствии его товарищем по пансиону Шевляковым:
«Бутлеров усердно возился с какими-то склянками, банками, воронками, что-то таинственно переливал из одного пузырька в другой. Ему всячески мешал неугомонный воспитатель Роланд, зачастую отбирал склянки и пузырьки, ставил в угол или оставлял без обеда непрошенного химика, но тот не унимался, пользуясь покровительством учителя физики. В конце концов в углу, возле кровати Бутлерова, появился крошечный, всегда запертый шкафчик, наполненный какими-то снадобьями.
В один прекрасный весенний вечер, когда воспитанники мирно и весело играли в лапту на просторном дворе, а «неистовый Роланд» дремал на солнечном припеке, в кухне раздался оглушительный взрыв… Все ахнули, а Роланд прыжком тигра очутился в подвальном этаже, где помещалась кухня. Затем перед нами снова показался «тигр», безжалостно влачивший Бутлерова с опаленными волосами и бровями, а за ним, понуря голову, шел дядька, привлеченный в качестве сообщника, тайком доставлявшего материалы, необходимые для производства опытов.
…К чести пансиона Топорнина следует заметить, что розги никогда не употреблялись в этом заведении, но так как преступление Бутлерова выходило из ряда вон, то наши педагоги, на общем совете, придумали новое, небывалое наказание. Раза два или три преступника выводили из темного карцера в общую обеденную залу, с черной доской на груди, на доске крупными белыми буквами красовалось: «Великий химик».