„Раздумывая над вопросом, каким образом можно было бы подойти к выяснению строения производных фосфористой кислоты, — вспоминает А. Е. Арбузов, — мне как-то поздно вечером пришла в голову счастливая мысль попытаться найти надежный метод, с помощью которого можно было бы уверенно отличить производные так называемого трехвалентного фосфора от пятивалентного. Тогда, думал я, распутывание сложной картины фосфор-органических соединений решалось бы весьма просто. Окрыленный этой мыслью, в первом часу ночи, я отправился в лабораторию и начал поиски соединений, способных давать характерные кристаллические производные трехвалентного фосфора. Более двух часов пытался я найти неорганические соли, которые, по моим соображениям, могли дать кристаллические соединения с приготовленным мной фениловым эфиром фосфористой кислоты. Однако все мои старания были безрезультатны. Ожидаемые вещества или вовсе не получались, или получались в виде густых некристаллизующихся сиропов. На следующее утро — все та же безотрадная картина. Однако, внимательно присмотревшись, я заметил на дне одной из чашечек два маленьких кристаллика, блестящих, как ограненный алмаз. Эти кристаллики представляли собой соединения однохлористой меди с фениловым эфиром фосфористой кислоты и являлись первым найденным мной представителем класса соединений, характерных для трехвалентного фосфора“. Так описывает А. Е. Арбузов начало своих известных исследований, которые он продолжал вести с возрастающим успехом.

Здесь уместно отметить большие экспериментальные способности А. Е. Арбузова, особенно его чрезвычайные успехи, а позднее мастерство в стеклодувном искусстве, которое сыграло большую роль в осуществлении многих интересных работ ученого.

Еще студентом А. Е Арбузов познакомился в лаборатории профессора А. М. Зайцева с простейшими стеклодувными приемами. Лаборант Е. И. Любарский руководил органическим анализом и по принятому в лаборатории методу обучал студентов производить анализ в трубке, закрытой с одного конца. Для этой цели один конец трубки оттягивался в виде шеи и головы гуся.

А. Е. Арбузов в течение каких-нибудь 2—3 недель усвоил приемы стеклодувного искусства и в дальнейшем для себя и своих товарищей по лаборатории (а их было 12), как тогда выражались, „тянул гуся“ и делал ампулки дли взятия навески.

Эти начальные навыки по стеклодувному искусству чрезвычайно пригодились впоследствии. В институте не было стеклодува. А. Е. Арбузову пришлось применить свой опыт в стеклодувном деле и значительно его обогатить. По существу не только простейшие, но и более сложные стеклянные приборы, необходимые для химических исследований, приходилось делать самому. Следует отметить, что некоторые более сложные приемы стеклодувного искусства А. Е. Арбузов перенял от ученика А. М. Бутлерова проф. Н. М. Семенова, занимавшего в институте кафедру неорганической химии.

В дальнейшем А. Е. Арбузов в стеклодувном искусстве достиг необычайных успехов: все необходимые для своих разнообразных работ приборы и сложные аппараты он делает сам.

А. Е. Арбузов представляет редкий пример химика-экспериментатора, который не зависит от стеклодува-профессионала. Свой многолетний опыт в стеклодувном деле ученый обобщил в „Руководстве к самостоятельному изучению стеклодувного искусства“. Первое издание этого руководства вышло в 1912 году. Второе, значительно расширенное, вышло в 1934 году. Это руководство пользуется большим успехом у химиков и физиков, занимающихся экспериментами. К нему часто прибегают и стеклодувы-профессионалы.

В 1905 году А. Е. Арбузов опубликовал свою магистерскую диссертацию „О строении фосфористой кислоты и ее производных“. В том же году после сдачи магистерских испытаний он блестяще защитил ее при Казанском университете.

Магистерская диссертация А. Е. Арбузова в свое время была высоко оценена многими выдающимися химиками: Г. Г. Густавсоном, Н. Я. Демьяновым, А. Е. Фаворским и др. За эту же работу в 1905 году А. Е. Арбузов был удостоен Русским физико-химическим обществом премии имени Зинина и Воскресенского, которая присуждалась один раз в четыре года за лучшие работы по химии, выполненные молодыми русскими химиками в России. Этой работой А. Е. Арбузов положил начало систематическому изучению некоторых отделов органических производных фосфора.

Интерес химиков к изучению эфиров фосфористой кислоты появился давно. Он возник в связи с необходимостью решить вопрос о строении этой кислоты, полученной Дэви в 1812 году при действии воды на треххлористый фосфор.

По вопросу о строении фосфористой кислоты среди химиков долгое время существовало два мнения. Часть ученых во главе с Гремом, Райльтоном считала фосфористую кислоту трехосновной, обладающей тремя гидроксилами, и придавала симметрическую формулу с трехвалентным атомом фосфора.

Представители второго направления Вюрц и другие принимали фосфористую кислоту за двухосновную и придавали ей формулу строения с пятивалентным фосфором. Этот взгляд на строение фосфористой кислоты основывался на том, что при обменной реакции со щелочами или другими основаниями только два водородных атома способны замещаться на металл. Отсюда делали вывод, что фосфористая кислота содержит один атом водорода, непосредственно связанный с фосфором. Этого взгляда придерживались Розе, Берцелиус и особенно Вюрц.

Против такого воззрения возражал Н. А. Меншуткин который стоял за то, что фосфористая кислота не может быть насыщенным соединением, как это требует формула Вюрца, потому что она прямо присоединяет кислород. Н. А. Меншуткин считал фосфористую кислоту двухосновной, но трехатомной, подчеркивая этим неравноценность частей водорода в ней.

Наиболее капитальным исследованием в этом направлении является труд А. Е. Арбузова. В противоположность ранее проведенным исследованиям русских и зарубежных химиков А. Е. Арбузов этот трудный и сложный вопрос о строении фосфористой кислоты блестяще разрешил, изучая органические производные этой кислоты, именно ее сложные эфиры. Он синтезировал и выделил в химически чистом виде большое число полных и кислых эфиров фосфористой кислоты и изучил все главнейшие их свойства. Он выработал методику их получения, определил их физико-химические константы и изучил многочисленные реакции с ними.

А. Е. Арбузов впервые получил в химически чистом виде метиловый, этиловый, н-пропиловый, изопропиловый и изобутиловый эфиры фосфористой кислоты.