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. Он показал, что все предыдущие исследователи как Райльтон, Циммерман и другие не вмели в своих руках чистых препаратов, а принимали за них сложную смесь, состоящую из полных и кислых эфиров фосфористой кислоты, а также эфиров фосфорной кислоты.
Как было показано А. Е. Арбузовым, полные эфиры фосфористой кислоты, являясь производным трехвалентного фосфора, характеризуются сильно выраженной способностью к реакциям присоединения. Так, они легко окисляются, переходя в соединения пятивалентного фосфора, легко реагируют с хлором, бромом, иодом.
Как уже сказано выше, А. Е. Арбузовым был найден прекрасный реактив на трехвалентный фосфор — одногалоидные соли меди. Полученные впервые в чистом виде А. Е. Арбузовым эфиры фосфористой кислоты давали с указанным реактивом хорошо кристаллизующиеся соединения, что доказывало присутствие трехвалентиого фосфора в полных эфирах фосфористой кислоты.