出国留学的想法很好，如果能出国那么将来的前景要比在国内读研好的多。大致给你介绍一下吧（主要针对美国）：
1 首先看你要去哪个国家。国外的研究生录取和国内完全不同，各种考试成绩都是参考，最后对方说要谁就要谁。首先要准备考试，按照对方的要求提供相应的成绩。同时还要提供本科的成绩单（这个非常重要），以及个人陈述和老师的推荐信（美国一般都要求三封）。现在的申请一般都是网上申请（当然邮寄申请材料也可以，但是现在这样做的越来越少了），首先选好要申请的学校，进入在线申请的页面按照要求填写好相关内容。同时要把本科成绩单以及推荐信邮寄到学校（不过推荐信很多也可以网上提交），另外还需要交纳一定的申请费（一般几十美元，最好办一张能够支付美元的信用卡，英国申请好像不用交）。全部提交之后，学校会进行审核，他们的意见直接决定了你的最终结果。他们可能会给全奖，也可能没有奖，也有可能拒绝，究竟如何就要看你的能力了。
2 关于考试，很多国家都没有统一的入学考试。到国外留学，英语必须过关，托福和雅思就是为这而设立的。至于GRE，很多人都存在误区，以为也是语言考试。我给你明确一下：GRE是美国的研究生入学考试，它不是英语考试，而是以英语为载体的能力考试。GRE分为General和Subject考试，General是申请研究生一般都必须参加的考试，它也不测试专业知识，而是考察分析推理能力，包括文字推理、数量推理和分析写作三部分。Subject考试考专业知识，不过只有八个专业有这个考试，大量的其它专业是没有的。化学专业有Subject考试，但是只有一部分学校要求提供这个成绩，很多学校也不要求提供。
可能你对这一点比较奇怪，主要是因为习惯了中国这种录取方式。我前面提到了，除了提供托福和GRE成绩之外，还需要提供本科的成绩单，为什么？其实，美国（包括其它很多国家），评价一个学生在专业方面的水平，主要就是依据本科的成绩（GPA）。其实这个成绩，在申请的时候占的分量非常大，甚至有的时候比GRE的作用还要大。美国的学校一般都要求GPA在3.0以上（相当于八十多分），如果连这个要求都达不到则希望非常小。申请名校的很多GPA都在3.5以上，有些能达到3.8、3.9，也就是说大部分科目都考到了90分以上。
3 国外的学校不承认中国的硕士，即使是研究生毕业，到了那里还要重新读。不过如果有了硕士学位，那么申请起来要容易很多，因为研究生具有比较强的科研功底，这是国外的学校非常看重的。相比之下，本科直接申请难度就要大一些，不过每年大量的都申请成功了。国外硕博连读下来只要五年，如果能本科直接出去会节省很多时间。
4 如果完全自费，10万肯定是不够的。仅仅学费每年可能都需要20万。不过化学专业到美国很容易拿到奖学金，基本上只要录取了就可以得到资助，多时是助教或者助研，虽然每周都要工作一定时间，但是学费全面每月还有相当数量的补助。欧洲国家奖学金不是很容易获得，不过也有，但是究竟怎样获得我不是很清楚。
如果不去美国，只要考一个语言考试就可以了，究竟考托福还是雅思还是要看学校的要求。你现在已经大三了，如果要去美国，本科毕业直接出去的可能性不大，因为去美国GRE是必须考的，理论上讲可以考今年10月的考试。但是现在已经四月底了，而GRE对词汇的要求非常高，红宝书将近八千单词加上大学四六级以及中学词汇总共有一万五千左右。而在这几个月中，把七八千单词背下来，还要大量做题，还要考一下托福或雅思，同时还要学好学校的课程，一般是做不到的。你可以先准备考研，同时这些考试也准备。到研究生再申请，不一定必须到毕业，在上的中间就可以（不过那时还要以本科身份申请），如果得到了全奖就直接出去就可以了，国内的就不上了。或者到研究生毕业申请，那样希望很大，不过花费的时间也是很多的。