Programado desde a primeira provisão de 1772 para o local das antigas cozinhas do complexo jesuítico, o Laboratório Químico, elemento importante dos estudos reformados, precisava de um edifício de raiz.

Acerca da sua constituição, escrevia o Marquês em fevereiro de 1773:

«Fica porem ainda aqui a planta do Laboratorio Chymico, que foi necessário formar-se pelo modelo, que o Dr. José Francisco Leal trouxe por minha ordem da côrte de Vienna de Austria, havendo eu conhecido que o paiz de Alemanha he aquele em que a referida arte tem chegado ao gráo de mayor perfeição».

Este desenho representa o alçado da fachada sudeste do Laboratório Químico, que viria a ser construído.

É um edifício de gramática neoclássica, com influências paladianas, exceto na dimensão das janelas.

De traçado simplificado em relação à fachada principal, orientada a sudoeste, este alçado mantém o ritmo de janelas amplas, em arco, marcadas por pilastras adossadas, destacando-se as quatro que delimitam a porta. É rematado superiormente por um friso de inspiração dórica, de métopas e triglifos alternados.

Existem ainda no Museu a planta e o corte longitudinal deste edifício.