Если от Н.Зинина ведёт свою родословную органическая ветвь казанской химической школы, то Карл Клаус - основоположник неорганического направления в её развитии. Он внес свой выдающийся вклад в науку. В 1844 году, исследуя остатки платиновых руд уральских месторождений, Клаус открыл новый элемент - рутений. Это единственный из естественных элементов, открытый в России и названный им в честь России (латинское название России - Ruthenia). В музейных коллекциях хранятся препараты рутения и другие оригинальные препараты элементов платиновой группы, полученные Клаусом.

Не меньшая заслуга Зинина и Клауса перед русской химической наукой заключается в том, что они своим примером, своей любовью к химии, своим энтузиазмом привлекли к занятию этой наукой большой круг способной молодёжи. Самому талантливому из молодых учёных - Александру Михайловичу Бутлерову было суждено занять особое место в истории казанской химической школы и дать ей своё имя.

В течение двадцати лет, с 1849 по 1869 год, Бутлеров работал в Казанском университете, в двадцать девять лет стал профессором. Именно к казанскому периоду относятся все его капитальные труды, в том числе теория химического строения органических соединений (1861 год), связавшая химические свойства вещества со строением его молекул.

Значение этой теории огромно - она указала пути познания химического строения и дала химикам путеводную нить для сознательного конструирования сначала на бумаге, затем и в химической лаборатории разнообразных органических молекул. Для доказательства справедливости и значимости своей теории Бутлеров провёл серию целенаправленных синтезов, в ходе которых впервые получил ряд веществ, например триметилкарбинол, изобутилен. Впервые в лабораторных условиях он синтезировал сахаристое вещество - "метиленитан". Многие из полученных Бутлеровым веществ также хранятся в музее.

В период с 1861 по 1863 год Бутлерова дважды назначали на должность ректора, а в третий раз он был избран Советом университета, но ушел с этого поста по собственному желанию.