К моменту освобождения Ломоносова из-под стражи кафедра химии Петербургской Академии наук, по существу, бездействовала. Возглавлял ее, как уже говорилось, профессор Гмелин, выдающийся ботаник, имевший отношение к химии лишь постольку, поскольку она касалась основного предмета его исследований. Кроме того, именно в 1744 году оп начал хлопотать о своем увольнении из Академии, ссылаясь на здоровье, подорванное во время сибирской экспедиции. Ломоносов глубоко уважал Гмелина как серьезного ученого и как человека, в отличие от многих иностранцев благосклонного к учащемуся российскому юношеству. От Степана Крашенинникова, вместе с Гмелином, Миллером и географом де ла Кройером работавшего в той же экспедиции, Ломоносов знал «о Гмелинове добром сердце и склонности к российским студентам», о том, что «он давал им в Сибире лекции, таясь от Миллера, который в том ему запрещал». Со своей стороны, и Гмелин тепло относился к Ломоносову, с пониманием и сочувствием следил за его научной работой, полагая, что единственным реальным и достойным кандидатом на освобождающуюся профессорскую вакансию по кафедре химии был именно Ломоносов.
«Священный ужас мысль объемлет» даже при самом общем взгляде на объем, сосредоточенность и интенсивность научной работы, проделанной Ломоносовым во второй половине 1740-х годов. Эта работа в полном смысле слова поразительна как по «чрезъестественному» рвению, так и по результатам.
В мае 1744 года он проводит ряд экспериментов, показывающих, что прокламированная им в «Элементах математической химии» и других ранних диссертациях необходимость применения количественных методов в естественных науках еще на рубеже 1730–1740-х годов мыслилась им в виде конкретной программы исследований, а не как отвлеченная философская перспектива. 4 мая он начал серию из трех опытов по определению растворимости солей в воде и металлов в кислотах. Опыты проводились в Физическом кабинете Академии наук в присутствии адъюнкта по химии Христлиба Эрготта Геллерта (1711–1795), который составил о них записки, оглашенные 25 июня в Академическом собрании профессором Крафтом. Вот как описывал Геллерт последний опыт Ломоносова: «Медную монету, так называемую денежку, весом в 120 гранов, клал в крепкую водку (т. е. азотную кислоту. —
Эту свою диссертацию вместе с двумя другими («О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном» и «Физическими размышлениями о причинах теплоты и холода») 7 декабря 1744 года Ломоносов представил на рассмотрение Академического собрания. За время ареста он понял, что его радение о русской науке заслуживает лучшего применения, нежели рукопашные схватки с ее врагами, он повел основательную и серьезную осаду шумахеровой твердыни в Академии, справедливо рассудив завоевать в ней для начала «химический» бастион. Три названные работы Ломоносова, но их одобрении Академическим собранием, давали ему юридическое право претендовать на должность профессора химии (тут надо сказать, что Шумахер именно их взял себе на заметку и некоторое время спустя попытался дискредитировать их с научной стороны, о чем еще будет сказано). С января по апрель 1745 года Ломоносов читал свои диссертации в Академическом собрании. Причем работа о растворителях вызвала особенный интерес академиков, прежде всего экспериментами, на которых она основывалась. В академических протоколах за 22 марта 1745 года сохранилась следующая запись: «Адъюнкт Ломоносов закончил чтение своей «Диссертации о действии растворителей на растворяемые тела». Так как в ней встречаются опыты, то было постановлено, чтобы они были повторены г-ном адъюнктом на ближайшей конференции». Ломоносов с успехом повторил то, что было им проделано ранее в присутствии одного Геллерта, теперь уже перед всеми академиками.
Тогда же, в марте 1745 года, он подает очередное, третье по счету прошение об учреждении (и проект) Химической лаборатории. Но и на этот раз решения не воспоследовало. Ломоносов вновь и вновь убеждался, что успех всех его начинаний и планов зависел от положения, которое он занимал в Академии. Как и во всей его деятельности, и на этот раз его личный интерес идеально совпадал с интересами дела.